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Ulrike Middelhoff, Jörn Hildebrandt und Broder Breckling
Die Ökologische Flächenstichprobe als
Instrument eines GVO-Monitoring
BfN-Skripten 172
2006
Die Ökologische Flächenstichprobe als
Instrument eines GVO-Monitoring
Im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz Förderkennzeichen 80489004
Ulrike Middelhoff Jörn Hildebrandt Broder Breckling
Titelfoto: R. Dröschmeister, A. Benzler (BfN) Adresse der Autoren: Dr. Ulrike Middelhoff Universität Bremen Dr. Jörn Hildebrandt Institut für Ökologie und Evolutionsbiologie (IFÖE) PD Dr. Broder Breckling 28334 Bremen Fachbetreuung im BfN: Dr. Wiebke Züghart und Rainer Dröschmeister Fachgebiet I 1.3 „Monitoring“ Die Beiträge der Skripten werden aufgenommen in die Literaturdatenbank „DNL-online“ (www.dnl-online.de). Die Publikation ist im Internet unter: www.bfn.de/ abrufbar. Die BfN-Skripten sind nicht im Buchhandel erhältlich. Herausgeber: Bundesamt für Naturschutz (BfN)
Konstantinstr. 110 53179 Bonn Tel.: 0228/8491-0 Fax: 0228/8491-200
URL: http://www.bfn.de Der Herausgeber übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, die Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie für die Beachtung privater Rechte Dritter. Die in den Beiträgen geäußerten Ansichten und Meinungen müssen nicht mit denen des Herausgebers übereinstimmen. Nachdruck, auch in Auszügen, nur mit Genehmigung des BfN. Druck: BMU-Druckerei Gedruckt auf 100% Altpapier Bonn - Bad Godesberg 2006
Inhalt 1 Monitoring ................................................................................................................................................... 7
1.1 Bedeutungswandel im Umweltbewusstsein .......................................................................................... 7 1.2 Kommerzieller Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) - neue Wirkungszusammenhänge ergeben sich ........................................................................................................... 10 1.3 Gesetzliche Grundlagen des GVO-Monitoring .................................................................................. 11 1.4 Bezüge zwischen GVO-Monitoring und wissenschaftlicher Forschung............................................. 11 1.5 Begriffe und Definitionen, eingebettet in das Konzept des pressure - state - response (PSR) ........... 12
1.5.1 Pressure ......................................................................................................................................... 13 1.5.2 State............................................................................................................................................... 13 1.5.3 Ansatz, Begriffe und Definitionen ................................................................................................ 14
2 Bisherige Konzepte für ein GVO Monitoring ......................................................................................... 15 2.1 Der Hypothesengeleitete Ansatz von Züghart & Breckling (2003).................................................... 15 2.2 Weitere GVO-Monitoringkonzepte..................................................................................................... 21 2.3 Notwendigkeiten zur Erweiterung bestehender Konzepte bei neuen GVO? ...................................... 21
3 Biodiversitätsmonitoring........................................................................................................................... 23 3.1 Biodiversitätsmonitoring - eine dringliche Aufgabe .......................................................................... 23 3.2 Biodiversitätsmonitoring als Teil eines integrierten Ökosystemschutzes........................................... 24 3.3 Konzeption der Ökologischen Flächenstichprobe (ÖFS) als Biodiversitätsmonitoring für Deutschland...................................................................................................................................................... 25
3.3.1 Ziele und Aufgaben der ÖFS......................................................................................................... 26 3.3.2 Bestandteile der ÖFS..................................................................................................................... 27 3.3.3 Problembereiche und Prüfpunkte im Rahmen der ÖFS ................................................................ 30 3.3.4 Umsetzungsstand der ÖFS ............................................................................................................ 30 3.3.5 Anwendungsbeispiele für die ÖFS................................................................................................ 31
3.4 Biodiversitätsmonitoring in anderen Ländern ................................................................................... 33 3.4.1 CountrySide Survey in Großbritannien ......................................................................................... 33 3.4.2 Biodiversitätsmonitoring (BDM) in der Schweiz.......................................................................... 33
3.5 Resumee ............................................................................................................................................. 34 4 Umsetzung des GVO-Monitoring............................................................................................................. 34
4.1 Stand der Umsetzung eines GVO-Monitoring.................................................................................... 35 4.1.1 Erste Konkretisierungen des Konzepts von Züghart & Breckling (2003)..................................... 36 4.1.2 Konzept der Biologischen Bundesanstalt (BBA) .......................................................................... 37 4.1.3 Umsetzungskonzepte der Ad hoc - AG und des MUNLV in Nordrhein-Westfalen ..................... 38
4.2 Ökologische Flächenstichprobe und GVO-Monitoring ..................................................................... 40 4.2.1 Umsetzbarkeit des GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS .......................................................... 40 4.2.2 GVO-Prüfpunkte ........................................................................................................................... 42 4.2.3 Parameter für GVO-Prüfpunkte, die im Rahmen der ÖFS erhoben werden können..................... 46
4.3 Konzept für die Umsetzung des GVO-Monitoring ............................................................................. 51 4.3.1 Umsetzung des GVO-Monitoring über ÖFS und andere Messprogramme................................... 51 4.3.2 Modularer Aufbau der Umsetzung des GVO-Monitoring............................................................. 54
4.4 Synergien zwischen FFH-Monitoring und ÖFS................................................................................. 75 4.4.1 Grundlagen und Monitoringkonzept ............................................................................................. 75 4.4.2 Potenzielle Schnittstellen zwischen FFH-Monitoring und ÖFS.................................................... 76 4.4.3 Synergien auf Ebene I der ÖFS..................................................................................................... 77 4.4.4 Tier- und Pflanzenarten der FFH-Richtlinie.................................................................................. 77
5 Kostensituation und Kostenabschätzungen............................................................................................. 80 5.1 Kosten für ÖFS und GVO-Erweiterungen ......................................................................................... 80 5.2 Abschätzung der Kosten für die ÖFS mit ersten GVO-Erweiterungen .............................................. 82 5.3 Kosten bestehender Monitoringprogramme zur Biodiversität in anderen Ländern .......................... 84 5.4 Kosten des Strahlenschutz-Monitoring .............................................................................................. 85
6 Resümee: Nutzen der ÖFS mit GVO-Erweiterungen ............................................................................ 86 6.1 Was kann die ÖFS leisten? ................................................................................................................ 86 6.2 Synergien zwischen ÖFS und GVO-Monitoring ................................................................................ 87 6.3 Hand in Hand mit anderen Umweltüberwachungen – Das Konzept der integrierten Messstellen .... 89 6.4 Synergien mit dem FFH-Monitoring.................................................................................................. 90
7 Verwendete Literatur................................................................................................................................ 91 8 Anhang .......................................................................................................................................................... I
II
Verzeichnis der Tabellen Tab. 1: Übersicht über die Umsetzungsmodule, ihre Zuordnung zu Schutzzielen und die
enthaltenen Prüfpunkte ........................................................................................................... 6 Tab. 2: Ursache-Wirkungshypothesen und Prüfpunkte des GVO-Monitoringkonzepts nach Züghart
und Breckling (2003, erweitert), sortiert nach Schutzzielen und Handlungsbereichen bzw. Parametergruppen ................................................................................................................ 18
Tab. 3: Derzeit als Anträge bei der EU vorliegende GVO................................................................. 22 Tab. 4: Faunistische Indikatoren der Ebene II der ÖFS.................................................................... 30 Tab. 5: Parameter und Methoden des Handlungskonzepts für ein Monitoring von GVO, Nordrhein-
Westfalen (MUNLV-NRW 2003) ........................................................................................... 39 Tab. 6: Mögliche GVO-Wirkungen, die grundsätzlich im Rahmen einer entsprechend erweiterten
ÖFS geprüft werden können ................................................................................................. 43 Tab. 7: Mögliche GVO-Wirkungen, die inhaltlich und auf Grund ihrer Erfassungscharakteristik in
anderen Messnetzen oder Beobachtungsansätzen überwacht werden sollten ................... 44 Tab. 8: Sensibilität von Tierarten bzw. Artengruppen für Prüfpunkte des GVO-Monitoring ............. 47 Tab. 9: Liste der Evaluationskriterien für Indikatorgruppen............................................................... 48 Tab. 10: Evaluationsergebnis für die Tiergruppen .............................................................................. 49 Tab. 11: Prüfpunkte des GVO-Monitoring und die mögliche Umsetzung im Rahmen der ÖFS und
anderer Messnetze................................................................................................................ 52 Tab. 12: Prüfpunkte, Parameter und mögliche Umsetzung von zentralen Belastungs-/Basisfaktoren
des GVO-Monitoring.............................................................................................................. 55 Tab. 13: Problembereiche, Prüfpunkte und Raumbezug der Parameter, die in Umsetzungsmodul
„Fauna II" zu erheben sind.................................................................................................... 62 Tab. 14: Messgrößen und Schwellenwerte (in Anlehnung an Hilbeck & Meier, in Vorb.) .................. 65 Tab. 15: Anzahl der Probeflächen in Offenland im Rahmen der BDF in den Bundesländern (nach
Züghart & Breckling 2003) .................................................................................................... 68 Tab. 16: Weitere Umsetzungsmodule des GVO-Monitoring mit inhaltlichem Bezug zu Biodiversität ....
............................................................................................................................................... 73 Tab. 17: Weitere Umsetzungsmodule des GVO-Monitoring im Rahmen von anderen Messnetzen......
............................................................................................................................................... 74 Tab. 18: GVO-relevante Tiergruppen für die ÖFS (HINTERMANN & WEBER 2004)............................... 81 Tab. 19: Kostenkalkulation für die Elemente der ÖFS-Basisvariante mit GVO-Erweiterungen.......... 83 Tab. 20: Ausgaben für nationales Umweltmonitoring in Schweden 2003 (BERNES 2003).................. 84 Tab. 21: Kosten für Verwaltung (Genehmigung und Stillegung von Kernanlagen) und
Kostenabschätzung für Strahlenüberwachung in Deutschland ............................................ 85 Tab. A1: Kulturpflanzen, an denen gentechnische Veränderungen vorgenommen werden.................. I Tab. A2: GVP, mit deren Inverkehrbringen in 6-10 Jahren gerechnet werden muss........................... III Tab. A3: GVP, mit deren Inverkehrbringen frühestens in 10 Jahren gerechnet werden muss. ........... III Tab. A4: Bei der Europäischen Kommission unter Direktive 2001/18/EC gestellte Anträge auf
Inverkehrbringen. ................................................................................................................... IV Tab. A4: Bei der Europäischen Kommission unter Direktive 2001/18/EC gestellte Anträge auf
Inverkehrbringen. ................................................................................................................... IV Tab. A5: Zeithorizont gentechnisch veränderter Pflanzen, in dem ihr Inverkehrbringen zu erwarten ist.
................................................................................................................................................VI Tab. B1: FFH-Lebensraumtypen von potenziell hoher Relevanz für die ÖFS ....................................VII Tab. B2: Brutvögel in Äckern und Brach- und Ödflächen...................................................................VIII Tab. B3: Höhere Pflanzen und Vögel des Natura-2000 Systems und ihr Auftreten in Biotoptypen
(nach Fartmann et al. 2001)................................................................................................... IX
Verzeichnis der Abbildungen Abb. 1: Dynamik in der Diagnostik und Wahrnehmung von Umweltproblemen und Risiken in den
vergangenen Dekaden (aus Schönthaler et al. 2003) ............................................................ 9 Abb. 2: Skizze zur Beprobung eines km-Quadrats ........................................................................... 72
1
Danksagung Dr. Wiebke Züghart (BfN) und Rainer Dröschmeister (BfN) danken wir für die Betreuung und
die großzügige Bereitstellung von Materialien, Prof. Dr. Juliane Filser (Universität Bremen)
für die Betreuung des Projekts.
Wir danken weiterhin Christoph Eichen (BfN) für die kritische Durchsicht der Ausführungen
zum FFH-Monitoring, Regina Hoffmann-Müller, Steffen Seibel und Kollegen vom Statisti-
schen Bundesamt Wiesbaden, Herrn Gemperlein und KollegInnen vom Landesamt für Natur
und Umwelt (LANU) Schleswig-Holstein, Heinrich König vom Landesamt für Ökologie, Bo-
denordnung und Forsten (LÖBF) in Nordrhein-Westfalen, Andreas Ernst-Elz vom Sozialmi-
nisterium Schleswig-Holstein sowie Felix Müller, Otto Fränzle, Wilhelm Windhorst und Kolle-
gen vom Ökologie-Zentrum Kiel für die Unterstützung mit Informationen und Hinweisen.
Wolfgang Dormann, Herbert Främbs und Dr. Hans-Bert Schikora (Uni Bremen) gaben Aus-
künfte für die Kostenkalkulation von Modul Fauna II.
Zusammenfassung Der kommerzielle Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) kann neue Risi-
ken für die menschliche Gesundheit, für eine dauerhaft umweltgerechte Landwirtschaft und
für die Biodiversität mit sich bringen. Angesichts dieser Risiken hat die EU mit zwei Geset-
zeswerken reagiert, in denen ein Monitoring für GVO rechtlich festgeschrieben ist. Wir prüfen
in dieser Studie, wieweit Teile eines GVO-Monitoring im Rahmen der Ökologischen Flächen-
stichprobe (ÖFS) übernommen werden können.
Bei der ÖFS handelt es sich um ein repräsentatives Beobachtungsprogramm, das einen es-
sentiellen Teil eines bundesweiten Biodiversitätsmonitoring darstellen könnte. Es soll dazu
dienen, strukturelle Veränderungen der Landschaft und deren Auswirkungen auf Teile der
belebten Natur zu beobachten, um positive, insbesondere aber auch problematische Ent-
wicklungen frühzeitig erkennen zu können. Dabei werden Parameter erhoben, mit denen die
Intensität der Nutzung durch den Menschen (im Sinne von Ursachen) und Umwelt-Zustände
(im Sinne von Wirkungen) beobachtet werden können. Dieses ursache-wirkungsbezogene
Vorgehen erleichtert eine strukturierte Erfassung von Umweltproblemen und befördert die
Möglichkeit rechtzeitig geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen zu können. Der Ansatz eignet
sich auch für die GVO-Problematik.
Das Monitoringkonzept von Züghart & Breckling (2003) erfasst systematisch den gegenwär-
tig erkennbaren Rahmen möglicher GVO-Risiken. Den darin genannten Ursache-Wirkungs-
Hypothesen werden geeignete Erfassungs-Parameter und -methoden zugeordnet. Da für die
GVO-Problematik wie auch für den Schutz der Biodiversität die Entwicklung von geeigneten
Indikatoren in den Anfängen steht, fassen wir Prüfpunkte, Parameter und Methoden in einem
begrifflichen Triplett zusammen, das vorläufigen Indikatoren entspricht. Wir ordnen Prüfpunk-
2
te, die aus dem Monitoringkonzept von Züghart & Breckling (2003) extrahiert wurden, be-
stimmten Handlungsbereichen und Schutzzielen zu. Diese Prüfpunkte weisen im Wesentli-
chen zwei Raumbezüge, einen flächendeckenden und einen auf Ackerstandorte, Ackerrän-
der und deren Umgebung bezogenen, auf.
Viele Prüfpunkte des GVO-Monitoring können durch die ÖFS abgedeckt werden, weil ein
zentrales Schutzziel „Erhalt der Biodiversität" für ÖFS und GVO-Monitoring gleichermaßen
relevant ist. Entsprechend sehen bereits bestehende Umsetzungskonzepte, wie z.B. das der
Ad hoc-AG (2004), eine Berücksichtigung von GVO-Prüfpunkten im Rahmen der ÖFS vor.
Danach sollen zusätzlich zur Basisvariante der ÖFS (mit Biotoptypen, Blütenpflanzen und
Brutvögeln) Parameter zur Verbreitung von Transgenen und Transgenkombinationen vorge-
sehen werden.
Wir untersuchen hier, ob weitere GVO-relevante Prüfpunkte durch entsprechende Erweite-
rungen dieses Umsetzungskonzepts abgedeckt werden können. Defizite bestehen nach un-
seren Recherchen hinsichtlich der Wirkungen von Komplementärherbiziden und der von
GVO produzierten Toxine. Diese betreffen vor allem die Nahrungsnetzbeziehungen, die be-
sonders innerhalb der Phytophagen- und Antagonisten - Fauna in Ackerbiotopen beeinträch-
tigt werden können. Nach einem Evaluationsverfahren schlagen wir dazu zwei höhere Taxa
aus der Fauna (Tagfalter sowie Laufkäfer in Offenlandbiotopen) vor, die bereits im Rahmen
der ÖFS-Konzeption selektiert wurden.
Die systematische Herleitung aller Prüfpunkte für ein GVO-Monitoring führt zu einem Umset-
zungskonzept, das insgesamt 11 Module umfasst (s. Tab. 1), von denen 7 überwiegend im
Messnetz der ÖFS umgesetzt werden sollten. Im Wesentlichen müsste dazu der Umset-
zungsvorschlag der Ad hoc-AG (2004) nur um zwei Erhebungsparameter erweitert werden
(Tagfalter und Laufkäfer in Offenlandbiotopen). Aufwändig wäre eine Umsetzung der Module
im Rahmen der ÖFS, die sich auf Gewässer- und Bodenorganismen beziehen. Dazu sollte
geprüft werden, ob diese zwei Module mit bereits bestehenden (Bodendauerbeobachtungs-
flächen) oder unmittelbar in Umsetzung befindlichen Messnetzen (Monitoring zur Wasser-
rahmenrichtlinie) abgedeckt werden können. Ideal wäre eine zumindest teilweise Zusam-
menführung von Messstellen der verschiedenen Messnetze.
Für alle Umsetzungsmodule stellen wir Schutzziele, Prüfpunkte, Parameter und Methoden in
ihren Raum- und Zeitbezügen zusammen. Wir geben jeweils Empfehlungen aufgrund bereits
bestehender Erfahrungen und zeigen entsprechenden Handlungsbedarf auf. Insbesondere
für die nicht im Rahmen der ÖFS umsetzbaren Module, aber auch für einige Belastungsfak-
toren (Verteilung des GVO-Anbau, Transgene oder -kombinationen in Pollen bzw. Saatgut)
verweisen wir auf mögliche Datenquellen und Messnetze. Beispielhaft sei hier auf ein Um-
setzungsmodul verwiesen, das sich auf mögliche Wirkungen von GVO-Eigenschaften auf die
Anbaupraxis im weiteren Sinne bezieht (Pflanzenkrankheiten, Resistenzentwicklung und
3
Anbautechnik). Wie bereits von der Arbeitsgruppe „Anbaubegleitendes Monitoring“ (BBA
2000) empfohlen, sollte geprüft werden, ob nicht bestehende Messnetze der Pflanzen-
schutzdienste oder des Bundessortenamtes geeignete Daten liefern oder unaufwändig er-
weitert werden können.
Die Vorteile einer Nutzung des ÖFS-Messnetzes für ein GVO-Monitoring liegen auf der
Hand. Die zu erhebenden biotischen Parameter liefern potenziell aussagekräftige Daten für
beide Beobachtungssysteme im Sinne eines allgemeinen Biodiversitätsmonitoring. Wenn die
Einrichtung erfolgt, bevor ein GVO-Anbau stattfindet, ermöglicht das repräsentative Erhe-
bungsdesign des ÖFS-Messnetzes die Erhebung einer flächenrepräsentativen „baseline" für
GVO-Parameter. Darüber hinaus kann das Messnetz der ÖFS mit GVO-Erweiterungen zeit-
weilig und partiell als Referenzsystem genutzt werden für spezielle Kausaluntersuchungen
und temporäre Messprogramme, die im Sinne eines GVO-Frühwarnsystems in GVO-
Anbaugebieten durchgeführt werden.
Durch die Umsetzung der ÖFS ergibt sich weiterhin ein gewisses Synergiepotenzial mit dem
FFH-Monitoring: Die Biotoptypenerfassung in Ebene I der ÖFS kann insbesondere für ein
Zustandsmonitoring von verbreiteten Lebensraumtypen der FFH-Richtlinie genutzt werden.
Das von uns vorgeschlagene Konzept der ÖFS mit GVO-Erweiterungen (Tab. 1, grau unter-
legt) wird etwa 8.24 Mio. Euro innerhalb eines Erhebungszeitraums von fünf Jahren kosten.
In welchem Umfang in den übrigen Modulen Kosten anfallen, kann erst nach einer weiteren
Prüfung ermittelt werden. Es besteht die Möglichkeit, dass Parameter dieser Module ggf.
nach entsprechenden Erweiterungen durch bestehende Messnetze abgedeckt werden kön-
nen. Den in diesem Rahmen ermittelten Kostenumfang für ein Biodiversitätsmonitoring stel-
len wir beispielhaft in Beziehung zu den Kosten anderer Umweltmessprogramme, wie z.B.
der Strahlenüberwachung.
Summary It is an important aim of the regulatory framework on the use of genetically modified organ-
isms (GMO) to prevent any potential harm to human health, biodiversity and future productiv-
ity of the environment. Public concerns stimulated the development of an EU legislation that
laid down monitoring requirements for the commercial use of GMO. In this study we survey
to what extent GMO monitoring requirements can be complemented or covered by the Ger-
man approach for an Ecological Area Sampling (EAS) (Dröschmeister 2001).
EAS is a planned monitoring programme not yet implemented. Here, we show that EAS
would allow to monitor also relevant issues concerning potential GMO effects in the environ-
ment. The EAS is designed to cover an essential part of a nation wide biodiversity monitoring
system. It is planned to observe structural landscape changes and their impact on the living
4
nature. In this context two categories of parameters are recorded: parameters quantifying
land use intensity (as a causal background for biodiversity implications) and parameters de-
scribing environmental states (as effects). This allows for an early detection of both, positive
as well as detrimental developments. Based on the principle of cause and effect, EAS facili-
tates a systematic assessment of environmental problems and advances the possibility to
take appropriate protection measures at an early stage.
Züghart & Breckling (2003) have developed a GMO monitoring concept which systematically
takes into account the GMO risks presently known. The approach bases on hypotheses on
cause-and-effect chains derived from the results of small-scale experiments, and a system-
atic evaluation of state-of-the-art scientific knowledge. The authors related the hypotheses to
appropriate parameters and methods for an assessment. In order to assess GMO effects
appropriate indicators are required. Concerning biodiversity issues, the development of indi-
cators is in an early stage.
In order to further biodiversity monitoring for GMO effects and beyond, in this paper we pre-
sent a list of checkpoints, parameters and methods, which are required for indication. We
extracted checkpoints from the monitoring concept of Züghart & Breckling (2003). We show,
that many of the checkpoints are also addressed within the system of EAS. The relevance of
EAS for GMO monitoring is also supported in a proposal that has been elaborated by a Ger-
man ad-hoc working group (Ad hoc-AG 2004), which also supports a realization of GMO
monitoring within the frame of the EAS. In addition to a basic EAS variant (focusing on
changes in habitat types, higher plants and breeding birds) the working group proposed to
record the dispersal of transgenes in the environment and the occurrence of transgene com-
binations in crops and related plant species.
In this paper we ascertain that EAS would allow to cover relevant GMO checkpoints. We
conclude that the concept of the Ad hoc-AG does not cover the effects of the use of comple-
mentary herbicides or of toxic proteins produced by GMO and released to the environment.
This may affect trophic networks mainly involving invertebrate herbivores and their antago-
nists on farmland. Also invertebrates that are exposed to toxic pollen of GM plants in greater
distances from field margins and uptake them with their food may be affected. Evaluating
options for supplementary parameters we propose to integrate two higher invertebrate taxa
(butterflies and carabid beetles in open habitats) which have also been selected for the EAS
concept.
A systematic derivation of checkpoints for GMO monitoring leads to a concept that consists
of 11 modules: transgene Screening I and II, flora and vegetation survey, fauna I and II, soil,
waterbodies, habitat structures, biodiversity of crops and crop varieties, a module containing
plant diseases, establishment of resistance mechanisms and management practices and an
allergy register. 7 of these modules can be well covered in the context of EAS. It is shown,
5
that a substantially increased coverage of GMO effects compared to the Ad hoc-AG (2004)
approach can be achieved by the integration of two additional target groups, butterflies and
carabid beetles in open habitats.
For economic reasons it seems not feasible to cover also soil and water organisms within the
EAS. Therefore it should be intended to deal with the monitoring of this part of biodiversity in
other existing monitoring systems, in particular the Long Term Soil Observation (Bodendau-
erbeobachtung, BDF) and by monitoring within the Water Framework Directive (WFD). The
explanatory power would be enhanced by combining evaluations of these observational net-
works with the EAS.
We arranged the monitoring modules according to protection targets. Checkpoints, parame-
ters and methods are ordered according to their spatial and temporal relations. Recommen-
dations are given how to implement the modules within the EAS. For the issues, which can
not reasonably covered by EAS, we suggest potential data sources and other monitoring
systems.
The advantages to use the EAS system also for GMO monitoring are obvious. The observed
parameters are intended to capture general biodiversity developments. If the programme is
implemented before the large scale commercial use of GMO begins, the data will provide
valid baseline information for GMO parameters. In addition, the EAS system can be partially
or temporally used as a reference system for case-specific investigations in GMO cropping
systems. If the EAS is realised, further synergies can be achieved in combination with moni-
toring requirements according to the European Fauna Flora Habitat Directive.
The estimated costs for EAS will be approximately 8.24 Mio. Euro within a five year recording
period. The costs for the proposed additional modules can only be estimated after further
evaluations. We compare the evaluated expenses to cost frames of comparable monitoring
programmes in other countries and other environmental monitoring programmes in Germany
as e.g. the national programme of radioactivity monitoring. We conclude, that in relation to
other monitoring tasks, the expenses for biodiversity monitoring for general purposes (EAS)
as well as in the GMO context are well in proportion.
6
Tab. 1: Übersicht über die Umsetzungsmodule, ihre Zuordnung zu Schutzzielen und die ent-haltenen Prüfpunkte
Grau unterlegt sind die Umsetzungsmodule oder Teile von Umsetzungsmodulen, für die eine Kostenabschätzung vorgenommen wurde.
Um-setzungs-
modul
Schutzziel (Problembereich)
Prüfpunkt
Umsetzungsmodule, die primär bzw. überwiegend im Rahmen der ÖFS umgesetzt werden sollten Transgen-Screening I
Schutz der Umwelt (Basisdaten Belastungssituation)
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in - Kulturpflanzen - Kreuzungspartnern - Saatgut (anderer Erhebungszusammenhang) - Pollen (ggf. anderes Messnetz) - Boden (siehe Boden) - Gewässer/-sedimente (siehe Gewässer) Verbreitung von GVO-Anbau (anderes Messnetz)
Flora und Vegetation
Erhalt der Biodiversität, Si-cherung einer nachhaltigen Landwirtschaft (Invasivität, Herbizidresistenztechnik)
Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen Kulturpflanzen Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride Zustand der Ackerbegleitflora, der Ackerrandflora und der Diasporenbank
Fauna I Erhalt der Biodiversität, Si-cherung einer nachhaltigen Landwirtschaft (Kumulative Nahrungsketteneffekte, Endstu-fen, Herbizidresistenztechnik)
Wirkungen auf beikraut-, samen- und insektenfressende Wirbeltiere und ihre Prädatoren
Fauna II Erhalt der Biodiversität, Si-cherung einer nachhaltigen Landwirtschaft (Herbizid-resistenztechnik, toxische und andere Wirkungen auf Phy-tophage, Verbreitung von to-xisch wirkenden Substanzen, kumulative Nahrungskettenef-fekte, Endstufen)
Direkte Herbizidwirkung auf Wirbellose Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbesucher unter den Wirbellosen Indirekte Wirkung auf phytophage Zielarten an Beikraut Transgenvermittelte Wirkung auf phytophage Zielarten an der Kulturart Transgenvermittelte Wirkung auf pollenfressende Wirbel-lose Indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter den Wirbel-losen
Boden Erhalt der Bodenfunktionen, Erhalt der Biodiversität (Herbi-zidresistenztechnik, toxische und andere Wirkungen auf Bo-denmikroorganismen und Bo-denzoologie, kumululative Nah-rungsketteneffekte), Schutz der Umwelt (Basisdaten Belas-tungssituation)
Gehalt von Transgenen, Genprodukten bzw. Bioziden im Boden. Indirekte Wirkungen bzw. Wirkung der HR-Strategie auf Bodenphysik und Bodenchemie Transgen- bzw. biozidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen, durch veränderte genetische Ausstattung herbeigeführte Änderung von Zusammensetzung und Funktionen von Mikroorganismen, Transgen- bzw. Herbizidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen auf Zusammensetzung und Funktionen der Bodenfauna
Gewässer Schutz der Gewässerfunktio-nen, Erhalt der Biodiversität (Toxische Wirkungen auf Ge-wässerorganismen, Herbizidre-sistenztechnik), Schutz der Umwelt (Basisdaten Belas-tungssituation)
Gehalt von Transgenen, Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern und/oder Sedimenten. Wirkung von Genpro-dukten bzw. Bioziden in Gewässern auf in Gewässern lebende Organismen
Biotop-strukturen
Schutz der Umwelt (Basisdaten Belastungssituation)
Landschaftsstrukturelle Diversität
Module zur Umsetzung in anderen medialen Erfassungszusammenhängen Transgen-Screening II
Schutz der Umwelt (Belas-tungssituation) Erhalt der Biodi-versität
Qualitative und quantitative Analyse von Honig, Kom-post, Klärschlämmen und Magen/Darminhalt bzw. Aus-scheidungen von Wildtieren
7
Um-setzungs-
modul
Schutzziel (Problembereich)
Prüfpunkt
Vielfalt von Kulturarten und Sorten
Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft, Erhalt der Biodiversität (Verlust von Kul-turarten- und Sortenvielfalt)
Anzahl und Zusammensetzung verwendeter Kulturarten und Sorten
Pflanzen-krankheiten, Resistenz-entwick-lung, Ver-änderung der Anbau-technik
Pflanzenschutz (Verbreitung von Pflanzenkrankheiten, Resis-tenzentwicklung) Schutz der Umwelt (Basisdaten Belastungssituation)
Befall der Kulturpflanze mit phytopathogenen Wirbello-sen Befall durch virale Phytopathogene und Befallsausprä-gungen an Kulturpflanze und Kreuzungspartnern Auftreten von behandlungsresistenten Schadinsekten, Ackerbeikräutern und Durchwuchs, Indirekte Wirkungen durch veränderte Anbautechnik
Allergie-register
Schutz der menschl. Gesund-heit (Umweltwirkungen auf menschl. Gesundheit: Allergien über Atemwege)
Frequenz und Verbreitung von Allergien der Atemwege
1 Monitoring Wir stellen kurz die Aufgaben und Ziele der Umweltbeobachtung generell dar und beziehen
sie anschließend auf die GVO-Problematik. Für das GVO-Monitoring wurde durch die EU
bereits eine gesetzliche Grundlage geschaffen. Wir zeigen wie Umweltbeobachtung mit der
Forschung in Wechselwirkung tritt und betten Monitoring in das übergreifende Konzept des
pressure-state-response-Modells ein.
1.1 Bedeutungswandel im Umweltbewusstsein Die Sensibilität einer breiteren Öffentlichkeit für den Umweltschutz bildete sich maßgeblich
erst in den 1960er Jahren, als die nachteiligen Folgen industrieller Aktivitäten für die Umwelt
besonders eklatant wurden. Ausgelöst z.B. durch Fischsterben im Rhein, Versauerung von
Gewässern oder die Chemiekatastrophen von Seveso oder Bhopal setzte ein Wertewandel
in der Gesellschaft ein. Bis zu Beginn des 21. Jahrhunderts bekamen verschiedene Umwelt-
themen unterschiedliches Gewicht - einige behielten durch den Lauf der Jahrzehnte hohen
Aufmerksamkeitswert (vgl. Abb. 1). Andere Themen wie die Verschmutzung von Oberflä-
chengewässern werden inzwischen aufgrund von deutlichen Verbesserungen zunehmend
weniger wahrgenommen. Die Gefährdung der globalen Biodiversität dagegen gewinnt immer
mehr an Brisanz (vgl. Kap. 3.2). Denn Probleme wie Klimawandel, Überbevölkerung und
Übernutzung von Ressourcen wirken synergistisch auf einen Rückgang der Biodiversität.
Außer Missständen und Katastrophen trugen auch Einsichten in die Begrenztheit natürlicher
Ressourcen zum Wandel des Umweltbewusstseins bei. Forderungen nach einem nachhalti-
gen Wirtschaften wurden lauter. Eine weitere Sensibilisierung der Öffentlichkeit bewirkte das
Heraufkommen neuer Risiken, die infolge neuartiger Technologien entstanden. In diesen
Kontext gehört auch die Freisetzung und der Anbau von gentechnisch veränderten Organis-
8
men - mit bisher schwer abschätzbaren Folgen u.a. für die menschliche Gesundheit, Land-
wirtschaft und Biodiversität.
Auf akute Vorfälle, aber auch neue wissenschaftliche Erkenntnisse reagiert die Politik mit
globalen oder nationalen Regelwerken und Gesetzgebungen. Diese entstehen oft erst in
Reaktion auf Störfälle oder auf neue Befunde, z.B. aus Medizin oder Toxikologie, die schäd-
liche Wirkungen neu entwickelter Chemikalien nachweisen. Neue Gesetze schreiben Maß-
nahmen zur Risikovorsorge vor. Das Beispiel Strahlenschutz zeigt dabei, dass durchaus vor
dem Eintritt von Katastrophen Überwachungsmaßnahmen stattfinden. So werden in
Deutschland bereits seit 1950 Strahlenmessnetze betrieben. Doch erst die enorme Aufmerk-
samkeit, die dem Thema 1986 durch den Unfall im Kernkraftreaktor von Tschernobyl zukam,
führte noch im selben Jahr zur Verabschiedung des Gesetzes „Zum vorsorgenden Schutz
der Bevölkerung gegen Strahlenbelastung“. Dieses Gesetz verankerte rechtlich die Einrich-
tung und Finanzierung systematischer und bundesweit harmonisierter Überwachungsmaß-
nahmen.
Neue politisch-wirtschaftliche Rahmenbedingungen finden sich zurzeit auch im Bereich Um-
welt und Naturschutz. In diesem Themenbereich fokussieren sich gesellschaftliche Ansprü-
che auf den Erhalt natürlicher Ressourcen, der Biodiversität und einer qualitativ hochwerti-
gen Umwelt gleichermaßen. Konkret äußert sich ein solcher Bedeutungswandel derzeit z.B.
in der Einrichtung des Natura 2000-Schutzgebietssystems in der EU.
Allerdings bestehen, was Maßnahmen der Risikovorsorge betrifft, bis heute in den Umwelt-
bereichen erhebliche Differenzen: Im technischen Umweltschutz, zu dem z.B. die Reinhal-
tung von Luft und Wasser, Lärmschutz, Abfallbeseitigung und Strahlenschutz gehören, ist es
vergleichsweise einfach, Akzeptanz über festgelegte Grenzwerte zu erreichen. Denn hier
sind die Ursache-Wirkungszusammenhänge noch überschaubar und schädlichen Einwirkun-
gen kann durch technische Maßnahmen und mit der Setzung von Grenzwerten begegnet
werden. Allerdings sind auch im technischen Bereich Lösungsansätze schwieriger, wenn
räumlich, zeitlich oder kausal weitreichende Wirkungsketten vorliegen oder unerwartet auf-
treten wie z.B. beim Treibhauseffekt oder beim Ozonloch.
Zur Sicherung des Erhalts lebender natürlicher Ressourcen sowie der Ökosystemleistungen
ist es aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen Organismen und Umwelt noch
erheblich schwieriger, mit einfachen Soll- bzw. Grenzwertkonzepten aufzuwarten. Hinzu
kommen nun neuartige Wirkungszusammenhänge durch die kommerzielle Nutzung von gen-
technisch veränderten Organismen (GVO), die ganz neue Anforderungen an Risikovorsorge
und Monitoring stellen. Die Einsicht, dass diese Risiken überwacht werden müssen, hat sich
inzwischen in entsprechenden Gesetzgebungen der EU niedergeschlagen, die derzeit teil-
weise in nationales Recht umgesetzt werden (s. Kap. 1.3).
9
Abb. 1: Dynamik in der Diagnostik und Wahrnehmung von Umweltproblemen und Risiken in
den vergangenen Dekaden (aus Schönthaler et al. 2003)
10
1.2 Kommerzieller Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) - neue Wirkungszusammenhänge ergeben sich
Die Freisetzung und das Inverkehrbringen von gentechnisch veränderten Organismen (GVO)
bergen Risiken für die menschliche Gesundheit und für die Umwelt. Diese können sich aus
komplexen Wirkungszusammenhängen oder aufgrund unvorhersehbarer Eigenschaften der
GVO ergeben. Die Gentechnik ermöglicht es, Gene weitgehend unabhängig von natürlichen
Artgrenzen von einem Organismus auf einen anderen zu übertragen. Die veränderte Ge-
nausstattung führt in den Zellen eines Organismus zur Produktion von artfremden Proteinen,
über die der GVO neue, erwünschte, aber auch unvorhergesehene Eigenschaften ausprä-
gen kann. Kürzlich stellte das internationale Humangenomprojekt (IHGSC 2004) seine Er-
gebnisse der Fachöffentlichkeit vor. Diese bestätigen, dass beim Menschen „nur“ 20-25.000
Gene für die angenommenen etwa 100.000 Proteine codieren. Die „Ein Gen, ein Protein –
Hypothese“ ist damit weitgehend widerlegt. Ein einzelnes Gen ist im Mittel für die Ausprä-
gung von mehreren Proteinen verantwortlich, die ihrerseits andere strukturell beeinflussen
können. Ein Gen kann daher potenziell auf ein ganzes Spektrum von Eigenschaften einwir-
ken. So kann auch ein gentechnisch übertragenes Gen neben der erwünschten Eigenschaft
zur Ausprägung weiterer unerwarteter Eigenschaften führen. Für die Risikoabschätzung ei-
nes GVO kommt hinzu, dass der gentechnische Eingriff auf einer der organisatorisch unters-
ten Ebenen, nämlich der von Molekülen stattfindet, die neuen Eigenschaften des transgenen
Organismus sich jedoch auf mehreren Organisationsebenen zugleich manifestieren können:
• der Ebene der Moleküle ( z.B. durch Transformations- oder Rekombinationsprozesse),
• der Ebene der Physiologie (z.B. durch Wechselwirkungen zwischen Proteinen oder Re-
gulationsprozesse),
• der Ebene des Organismus (z.B. durch Ausprägung von bestimmten Merkmalen eines
Individuums),
• der Ebene der Population (z.B. durch veränderte Reproduktions- oder Verbreitungsbio-
logie),
• der Ebene des Ökosystems (z.B. durch Nahrungsketteneffekte oder Verschiebung der
Artenzusammensetzung) und
• auf der Ebene der Landschaft (z.B. als Resultat von Landnutzungsumstellungen).
Aufgrund der Selbstorganisationsfähigkeit lebender Organismen ist zudem die räumliche
Ausbreitung und die Überdauerung von GVO erheblich schwieriger abzuschätzen als z.B.
die einer Chemikalie. Das weite Feld neuer, nicht prognostizierbarer Eigenschaften von GVO
führt dazu, dass ihre Auswirkungen direkt oder indirekt, unmittelbar oder erst nach langer
Zeit auftreten können (Artikel 2 (8) der Richtlinie 2001/18/EG in: Das Europäische Parlament
und der Rat der Europäischen Union 2001).
11
1.3 Gesetzliche Grundlagen des GVO-Monitoring Das Spektrum an möglichen schädlichen Auswirkungen von GVO auf Mensch und Umwelt
zu bewerten, zu überwachen und ggf. rechtzeitig einzudämmen, ist Ziel zweier Gesetzge-
bungen der EU: Die Europäische Richtlinie 2001/18/EG regelt die Freisetzung und das In-
verkehrbringen von GVO und wird derzeit in nationales Recht umgesetzt. Die Europäische
Verordnung 1829/2003/EG zu gentechnisch veränderten Lebens- und Futtermitteln ist dage-
gen bereits unmittelbar rechtskräftig. Nach beiden Gesetzen ist mit der Zulassung von gen-
technisch veränderten Kulturpflanzen eine Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) verbunden.
In dieser obliegt es dem Antragsteller, Merkmale des GVO zu beschreiben, die schädliche
Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt haben können. Für diese Merkmale soll das Risi-
ko (Ausmaß des Schadens bezogen auf die Eintrittswahrscheinlichkeit) abgeschätzt werden.
Gegebenfalls sind Maßnahmen anzugeben, wie das Risiko minimiert werden kann, so dass
es vernachlässigbar ist. Außerdem sieht das Gesetz die Aufstellung eines Überwachungs-
plans vor, mit dem in der UVP gemachte Angaben über das Auftreten und das Ausmaß einer
etwaigen schädlichen Auswirkung des GVO kontrolliert werden sollen. Weiterhin sollen
schädliche Wirkungen des GVO auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt festgestellt
werden, die sich in der UVP nicht vorhersehen ließen. Dazu sind nach RL 2001/18/EG eine
fallspezifische Beobachtung (case specific monitoring) und eine allgemeine Beobachtung
(general surveillance) vorzusehen, deren Kosten der Antragsteller zu tragen hat. Eine inhalt-
liche Ausgestaltung dieser Begriffe steht noch aus (Breckling et al. 2003). Eine „Verordnung
über die Beobachtung von Produkten, die aus gentechnisch veränderten Organismen beste-
hen oder solche enthalten“ (Gentechnik-Beobachtungsverordnung – GenTBeobV) soll in
Zukunft die Mindeststandards der Beobachtung regeln. Darin sollen auch die Voraussetzun-
gen festgelegt werden, unter denen bereits bestehende Beobachtungsprogramme und be-
hördliche Beobachtungstätigkeiten in das Monitoring einbezogen werden können.
1.4 Bezüge zwischen GVO-Monitoring und wissenschaftlicher Forschung Das GVO-Monitoring bildet einen festen Bestandteil des gesetzlichen Rahmens. Aufgrund
des fortschreitenden wissenschaftlichen Erkenntnisprozesses erweitern sich die Kenntnisse
über GVO-Wirkungen. Erste Ursache-Wirkungshypothesen lassen sich auf der Basis von a-
priori Wissen und qualitativen Hinweisen entwickeln. Dazu liefern zeitlich und räumlich be-
grenzte Befunde zu einzelnen Wirkungszusammenhängen die Grundlage wie z.B. die toxi-
sche Wirkung von B.t.-Mais auf Schmetterlinge anhand letaler Effekte im Labor oder im Frei-
land (Losey et al. 1999). Da solche Untersuchungen kostspielig und aufwändig sein können,
wenn etwas kompliziertere Zusammenhänge über einen längeren Zeitraum in verschiedenen
Lebensräumen überprüft werden müssen, liegen bisher wenige systematische Freilanderhe-
bungen vor wie z.B. die Farm Scale Evaluations: Dieses Großforschungsprojekt in Großbri-
12
tannien zeigte anhand mehrerer Indikatorgruppen in Flora und Fauna negative Auswirkun-
gen des Anbaus herbizidresistenter GVO auf die Biodiversität (Squire et al. 2003).
Befunde aus der Forschung zu Ursache-Wirkungs-Beziehungen bei GVO bilden eine wichti-
ge Grundlage für die systematische Überwachung unmittelbarer oder langfristiger, direkter
und indirekter Wirkungen in der Umwelt. Dieses GVO-Monitoring dient - im Sinne eines
Frühwarnsystems - dazu, das Auftreten erwarteter oder unerwarteter Veränderungen in der
Umwelt anzuzeigen. Lassen Befunde aus dem Monitoring das Vorliegen von Umweltwirkun-
gen spezifischer GVO nur vermuten, so muss dies Anlass für eine investigative Bestätigung
oder Falsifizierung der vermuteten Ursache-Wirkungszusammenhänge sein.
Auf der anderen Seite ergibt sich aus der Analyse von Kausalzusammenhängen die Mög-
lichkeit, Beobachtungsmessnetze in ihrer Aussagekraft und Sensitivität nachzubessern. Die
Ergebnisse aus Forschung und Monitoring fließen also im Optimalfall gleichermaßen in eine
UVP ein und bedingen sich gegenseitig.
Eine gut organisierte Abstimmung zwischen Ursache-Wirkungsforschung und Umweltbeo-
bachtung fördert somit das frühzeitige Erkennen von Risiken und eröffnet ggf. die Möglich-
keit, möglichen Umweltschäden frühzeitig entgegen zu wirken.
1.5 Begriffe und Definitionen, eingebettet in das Konzept des pressure - state
- response (PSR)
Umweltbeobachtung basiert auf einer längerfristig angelegten und in gleichen Raumaus-
schnitten wiederholten Beobachtung bestimmter Merkmale des Naturraums und der mensch-
lichen Aktivitäten, die darauf einwirken. Das Ziel ist es, Veränderungen gegenüber einem
vorher festgelegten Standard oder einer erwarteten Norm (Grenzwert) zu ermitteln (Hellawell
1991). Die Beobachtung bzw. das Monitoring ist ein anwendungsbezogenes Verfahren, das
Aufschluss über Sachverhalte geben soll, deren Beziehungen zu vereinbarten Schutzzielen
weitgehend bekannt sind oder mit hinreichender Sicherheit vermutet werden können. Zur
sachgerechten Durchführung ist es notwendig, standardisierte Methoden anzuwenden (Dier-
ßen & Hoffmann-Müller 2004).
Über räumlich verteilte Umweltmessstellen soll das ökologische Inventar strukturell und funk-
tional möglichst repräsentativ erfasst werden. In Deutschland regelt § 12 des Bundesnatur-
schutzgesetzes die Umweltbeobachtung: Danach sollen der Zustand des Naturhaushalts
und seine Veränderungen, Einwirkungen sowie Umweltschutzmaßnahmen ermittelt und be-
wertet werden.
Im Verlauf der umweltpolitischen Debatten wurde eine Vielzahl von Konzepten zur Modellie-
rung von Mensch-Umwelt-Interaktionen entwickelt. Im Bereich von Umweltindikationssyste-
men wird allgemein auf das pressure-state-response (PSR)-Modell der OECD (1994) zu-
rückgegriffen (Coenen 2000). Dieses Modell hilft, Verknüpfungen zwischen Ursachen und
13
Wirkungen von Umwelteinflüssen herzustellen. Es unterscheidet zwischen Belastungsindika-
toren (P = pressure), die Belastungen der Umwelt durch menschliche Aktivitäten indizieren,
Zustandsindikatoren (S = state), die Zustände und Qualitäten der Umwelt beschreiben und
Reaktionsindikatoren (R = response), die gesellschaftliche Reaktionen auf die Umweltprob-
leme erfassen.
1.5.1 Pressure Für jeden Umweltbereich werden spezifische Belastungsparameter definiert, die ihren Aus-
druck z.B. im Ausmaß der Verbreitung von chemischen Stoffen (wie Pestizide, hormonell
aktive Substanzen oder Antibiotika) oder Transgenen bzw. Transgenkonstrukten in der Um-
welt finden, aber auch in Prozessen wie Strahlung, Bodenerosion oder landschaftsstrukturel-
len Veränderungen. Die Ursache-Wirkungshypothesen berühren oft mehrere Problemberei-
che gleichzeitig und müssen dann in ihrem Bezug zu einer ganzen Reihe von Belastungsfak-
toren erörtert werden. Verschiedene Problembereiche implizieren dabei auch bestimmte
Perspektiven, die Parameter jeweils als Wirkungen oder als Belastungen erscheinen lassen:
Beim Problembereich „Anreicherung von Toxinen in der Umwelt" werden die Toxine selbst
als Belastungen dargestellt, im Problembereich „GVO-Anbau" dagegen sind Toxine Wirkun-
gen, die erst infolge des Anbaus toxinproduzierender GVO entstehen. Um Inkonsistenzen zu
vermeiden, stufen wir im Folgenden alle Faktoren, die in irgendeinem Problembereich als
Belastung aufgefasst werden, auch als Belastung ein, wenn sie in einem anderen Problem-
bereich eine Wirkung indizieren.
1.5.2 State Die zweite Komponente des PSR-Ansatzes, state, bezeichnet den synoptischen Zustand der
Umwelt, der sich aufgrund der aktuellen und der vergangenen Nutzungen natürlicher Res-
sourcen einstellt. Er wird anhand von Parametern erfasst, deren Veränderung ein Maß für
die Auswirkungen der Belastungen darstellt.
Belastungen wie Zustände lassen sich über Indikatoren erkennen. Während in anderen Um-
weltbereichen solche Indikatoren bereits entwickelt und abgestimmt sind, mangelt es im
Themenbereich „Biodiversität und GVO-Wirkungen" noch an allgemein akzeptierten Indikato-
ren. Der Grund liegt vor allem in den bisher erst ansatzweise oder nicht hinreichend präzise
erfassten Ursache-Wirkungsbeziehungen (s. Kap. 1.4). Daher sprechen wir im Folgenden
nicht von Indikatoren sondern verwenden das begriffliche Triplett „Parameter, Methode und
Prüfpunkt" als die Prototypen für zukünftige Indikatoren.
Für Umweltindikatoren sowie unser Begriffs-Triplett gelten prinzipiell die gleichen Anforde-
rungen (SRU 1998, verändert, Wiggering & Müller 2004):
14
1. wissenschaftlich: Repräsentativität und Adäquanz bezüglich der ökologischen Zusam-
menhänge,
2. funktional: Sensitivität gegenüber Änderungen im Zeitablauf, Frühwarnfunktion,
3. nutzerbezogen: Zielbezug, Verdichtung von Informationen, Verständlichkeit für Öffent-
lichkeit und Politik,
4. praktisch: Datenverfügbarkeit, Möglichkeit regelmäßiger Aktualisierung.
1.5.3 Ansatz, Begriffe und Definitionen Der problemgeleitete Ansatz des PSR-Modells hilft, Verknüpfungen zwischen Ursachen und
Wirkungen von Umwelteinflüssen herzustellen. Ein zentrales Element dieses Ansatzes ist die
Formulierung von Ursache-Wirkungs Hypothesen. Dies soll eine Umweltberichterstattung
ermöglichen, die gezielt aktuelle Umweltthemen und -probleme aufgreift und auf wissen-
schaftlicher Grundlage über Entwicklungstrends informiert. Im Bezug auf das GVO-
Monitoring dient der Ansatz mehreren Zielen:
1. der strukturierten Ableitung von Prüfpunkten aus Ursache-Wirkungshypothesen bzw.
den belegten Ursache-Wirkungszusammenhängen,
2. der gezielten Auswahl von Parametern, mit denen vermutete Ursache-
Wirkungszusammenhänge bzw. erwartete Trends beobachtet werden können,
3. der Konstruktion eines Fragengerüsts für eine entsprechende Berichterstattung,
4. als Grundlage für die Beratung der Naturschutzpolitik und bei der politischen Steue-rung.
Im Folgenden definieren wir zusammenfassend Termini, die wir in dieser Studie durchgängig
verwenden. Die Definitionen sind zum Teil Schönthaler et al. (2003) und Wiggering & Müller
(2004) entnommen. Diese Begriffe werden u.a. auch von der Bund/Länder AG „Monitoring
von Umweltwirkungen gentechnisch veränderter Pflanzen" (B/L-AG 2003) sowie intern vom
Bundesamt für Naturschutz (BfN) gebraucht.
Schutzgüter sind die von der Rechtsordnung geschützten Güter des Einzelnen (z.B. Leben,
Gesundheit, Eigentum) oder der Allgemeinheit (z.B. Luft, Klima, Boden, Grund- und Oberflä-
chengewässer, Biotope, Tiere, Pflanzen, Mensch). Der Schutz dieser Güter wird über
Schutzziele operationalisiert und konkretisiert. Wir orientieren uns an den im Entwurf der
Beobachtungsverordnung genannten Schutzzielen (Anlage zu § 2 Abs. 1 der Beobachtungs-
verordnung, GenTBeobV, im Entwurf vom 17. September 2004). Grundsätzlich gibt es inhalt-
liche Überschneidungen zwischen verschiedenen Schutzzielen, die wir jedoch nur in einigen
Fällen explizit ansprechen.
Parameter sind die eigentlichen Untersuchungsgrößen. Sie werden mit einer festgelegten
Methode unmittelbar erhoben oder aus erhobenen Daten abgeleitet. Parameter wie Metho-
de müssen dazu geeignet sein, einen Prüfpunkt aussagekräftig abzudecken. Da Indikato-
15
ren eine entwickelte und abgesicherte Verknüpfung von Prüfpunkt, Parameter und Methode
darstellen, halten wir die Verwendung dieses Terminus im Zusammenhang mit dem GVO-
Monitoring für verfrüht.
2 Bisherige Konzepte für ein GVO Monitoring Wir verwenden im Folgenden den umfassenden, hypothesengeleiteten GVO-
Monitoringansatz von Züghart & Breckling (2003) als wichtige Ausgangsbasis. Dieses Kon-
zept wird von uns auf Schutzziele, Handlungsbereiche und Prüfpunkte hin systematisiert und
aktualisiert. Weitere GVO-Monitoringkonzepte liegen von einer Bund/Länder-
Arbeitsgemeinschaft (B/L-AG) sowie der Biologischen Bundesanstalt Braunschweig (BBA)
vor und werden von uns kurz erörtert. Abschließend gehen wir auf neue GVO ein, die derzeit
in der Entwicklung sind und prüfen, wie weit ihr Inverkehrbringen ein GVO-Monitoring modifi-
zieren würde.
2.1 Der Hypothesengeleitete Ansatz von Züghart & Breckling (2003) Als Ausgangspunkt unserer Analyse verwenden wir das GVO-Monitoring-Konzept, das im
Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) von Züghart und Breckling (2003) erstellt wurde. Es
systematisiert mögliche GVO-Wirkungen in verschiedenen Umweltbereichen.
Im Fokus dieses Konzepts stehen vier prototypische GVO:
1. herbizidresistenter Raps (HR-Raps),
2. Mais mit einer gentechnisch vermittelten Insektenresistenz (B.t.-Mais),
3. kohlenhydratveränderte Kartoffeln (KH-Kartoffeln) und
4. virusresistente Zuckerrüben (VR-Zuckerrüben).
Für diese GVO, deren Entwicklung Anwendungsreife erreicht hat, wurden Ursache-
Wirkungshypothesen formuliert, die fallübergreifend (Hypothesen 1 bis 11) oder fallspezifisch
(Hypothesen 12 bis 63) (s. Tab. 2) gültig sind. Das Konzept führt weiterhin die Parameter
und Methoden eines Monitoring aus, das spezifisch auf die oben genannten vier Kulturarten
ausgerichtet ist und die in den Hypothesen formulierten Wirkungsbezüge abdeckt.
Da die Ursache-Wirkungshypothesen und belegten Wirkungszusammenhänge mehrere öko-
logische Integrationsebenen (von molekularen Wechselwirkungen bis zur Landschaftsebene)
berücksichtigen, werden auch die verschiedenen trophischen Stufen in den Nahrungsnetzen
sowie unterschiedliche Größenklassen von Organismen (Mikroorganismen bis hin zu Groß-
säugern) einbezogen. Zugleich deckt das Konzept verschiedene Bezugsräume und Zeithori-
zonte ab. Die Klassifizierung des Raumbezugs geschieht in zwei Raumeinheiten: schlagbe-
zogen (differenziert nach Anbaufläche bzw. Ackerrain) und darüber hinaus reichende größe-
re Bezugsräume.
16
Zunächst stellen wir einen möglichst engen Bezug der Hypothesen im Ansatz von Züghart
und Breckling (2003) zu den im Entwurf der Gentechnik-Beobachtungsverordnung (GenT-
BeobV, Stand 17 Sept. 2004) genannten Schutzzielen her. Für eine verallgemeinerte Dar-
stellung haben wir die in dem Konzept genannten Parameter in entsprechende Prüfpunkte
(vgl. Kap. 1.5) „rückübersetzt“. Dabei wurde die Eignung dieser Prüfpunkte kenntlich ge-
macht, eine Belastungssituation oder einen Zustand (Status) (s. Kap. 1.5) zu beschreiben.
An einigen Stellen musste das Konzept von Züghart und Breckling (2003) aufgrund neuer
Forschungsergebnisse weiter aktualisiert werden (in Tab.2). Diese Punkte erläutern wir kurz:
1. Mögliche schädliche Wirkungen des B.t.-Toxins für die menschliche Gesundheit können
bisher nicht ausgeschlossen werden. Einige B.t.-Toxinvarianten erfüllen Kriterien für Allerge-
ne und erhielten daher keine Zulassung als Lebensmittel wie der so genannte Star-Link Mais
in den USA. Anfang 2004 wurde bekannt, dass Menschen, die in Reichweite von Pollen aus
B.t.-Maisanbau leben, möglicherweise Antikörper gegen das Toxin bilden (Traavik 2004). Für
die direkte Anwendung der Bacillus thuringiensis Bakterien, aus denen das Toxingen
stammt, wurde Antikörperbildung mit Hinweisen auf mögliche allergene Zusammenhänge
bereits nachgewiesen (Berstein et al. 1999). Für die Vorsorge vor Umweltrisiken ergibt sich
daraus, dass eine mögliche allergene Wirkung des Pollen von B.t.-Mais überwacht werden
sollte. Weiterhin liegen Befunde vor, wonach die in bestimmten B.t.-Maisvarianten produzier-
ten Toxingene physiologische und immunologische Reaktionen bei Nagetieren hervorrufen
können (Vazquez-Padron et al. 2000 und Moreno-Fierros et al. 2002). Die verschiedenen
Befunde fügen sich in ein plausibleres Gesamtbild, seit Hinweise dafür vorliegen, dass Bacil-
lus thuringiensis ein ehemaliger Krankheitserreger von Säugetieren ist (De Maagd et al.
2001). Für die Vorsorge vor Umweltrisiken ergibt sich daraus, dass neben einer möglichen
allergenen Wirkung des Pollen von B.t.-Mais auch weitreichende Wirkungsketten bedacht
werden müssen, die über horizontalen Gentransfer in Bodenmikroorganismen oder Darm-
bakterien von Nutz- und Wildtieren ihren Anfang nehmen könnten. Allerdings ist bisher nicht
geklärt, wie solche Entwicklungen methodisch verfolgt und nachgewiesen werden können
(Heinemann & Traavik 2004).
2. Die Erhaltung und nachhaltige Nutzung pflanzengenetischer Ressourcen, die für die Er-
nährung unentbehrlich sind, ist ein wichtiges Ziel des FAO Artenschutzabkommens, das
2004 in Kraft getreten ist. Die mögliche Betroffenheit von Kulturarten und Sorten durch die
Verbreitung von Transgenen und Transgenkombinationen im Saatgut einerseits und die
mögliche Verdrängung durch GVO-Sorten andererseits sollte im Rahmen eines GVO-
Monitoring überwacht werden. Ein weiterer Aspekt ist, dass Saatgut selbst im Falle von Kon-
tamination einen wichtigen Verbreitungspfad für Transgene und Transgenkombinationen
darstellen kann und in diesem Sinne als Belastungsfaktor wirken kann.
17
Im Folgenden stellen wir das Gesamtgerüst der Ursache-Wirkungshypothesen zusammen
und ordnen es Prüfpunkten, Handlungsbereichen und Schutzzielen zu (Tab. 2). Kurzgefasst
ergeben sich zu den Schutzzielen im Einzelnen folgende Aspekte:
1. Erhalt der menschlichen Gesundheit: Pollen der transgenen Kulturart kann über die
Atemwege Allergien auslösen,
2. Erhalt der Biodiversität (einschließlich der Implikationen für die Sicherung einer-nachhaltigen Landwirtschaft): GVO können verwildern bzw. Bastarde mit nahverwand-
ten Arten bilden und sich in der Landschaft ausbreiten,
3. Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft (einschließlich der Implikationen für den Erhalt der Biodiversität): Durch GVO können sich Anbaupraxis bzw. Anbau-
schwerpunkte verändern, was sich auf die Biodiversität im Agrarraum auswirkt. Es kann
zur Einkreuzung von GVO in Saatgut kommen, die Vielfalt von Kulturarten kann sich ver-
ringern. Es können sich Herbizid-Resistenzen bilden, die den Aufwand für Herbizidein-
satz erhöhen würden. GVOs wirken sich auf das Spektrum der sich von ihnen ernähren-
den phytophagen Wirbellosen aus sowie auf pflanzenfressende Wirbeltiere.
4. Erhalt der Bodenfunktionen: Genprodukte bzw. Biozide können in den Boden gelangen
und hier persistieren. Über die HR-Technologie kann sich die Erosion von Böden verän-
dern. Die Artenzusammensetzung von Mikroorganismen und Wirbellosen im Boden kann
sich ändern. Transgene können genetisch in Wechselwirkung mit Mikroorganismen tre-
ten. All diese Zusammenhänge können sich auch auf die Biodiversität der Bodenorga-
nismen auswirken.
5. Schutz der Gewässerfunktionen: Herbizide bzw. Genprodukte können in Gewässer
gelangen und sich dort auf die Biodiversität auswirken.
6. Pflanzenschutz: GVO können zu genetischen Wechselwirkungen mit Mikroorganismen
oder Viren treten und z.B. neue unbekannte Eigenschaften entstehen lassen.
Die Zuordnung zu Schutzzielen ist nicht frei von Überschneidungen, da eine „nachhaltige
Landwirtschaft" oder Boden- und Gewässerschutz wichtige Teilaspekte des Schutzziels „Er-
halt der Biodiversität" darstellen.
18
Tab. 2: Ursache-Wirkungshypothesen und Prüfpunkte des GVO-Monitoringkonzepts nach Züghart und Breckling (2003, erweitert), sortiert nach Schutzzielen und Handlungsbereichen bzw. Parametergruppen
H1-H11 fallübergreifende Hypothesen, H12-H38 Hypothesen zu herbizidresistentem (HR)-Raps, H39-50 Hypothesen zu B.t.Mais, H51-H58 Hypothesen zu virusresistenten Zuckerrüben (VR-ZR.), H59-H63 Hypothesen zu kohlenhydratmodifizierten –Kartoffeln (KH-Kart.) – Aktualisierungen des Ausgangskonzepts (kursiv)
Schu
tz-z
iele
Handlungs-bereich/ Para-metergruppe
Ursache-Wirkungs Hypothesen
HR
-Rap
s B
T-M
ais
VR-Z
R.
KH
-Kar
t. Prüfpunkte
Men
schl
. G
esun
dhei
t
Umweltwirkungen auf menschl. Gesund-heit: Allergien über die Atemwege
Pollen der Kulturart können transgenvermittelt allergen wirken X Belastung:
Verbreitung von Transgenen und Transgen-kombinationen in Pollen
Status:
Frequenz und Verbreitung von Allergien der Atemwege
Bio
dive
rsitä
t, na
chha
ltige
Lan
dwirt
-sc
haft
Horizontaler Gen-transfer (in Mikroor-ganismen, Viren), Auskreuzung (in Wildflora) und Verbreitung
Verwilderungs- und Ausbreitungs-potenzial der Kultur-pflanze
Auf Grund von Transgenen oder Transgenkombinationen können Mikroorganismen (H5) und Kulturpflanzen in vorhersehbarer Weise (H59) oder durch einen spezifischen Selektionsvorteil (H19, H54) oder in unvorhersehbarer Weise (H2, H3) ihr ökologisches Verhalten so ändern, dass sie sich auf die Biodiversität der Pflanzenarten negativ auswirken (H1, H9).
Die Einwirkung reicht räumlich und zeitlich über den GV-Anbau selbst hinaus bzw. wird verstärkt durch:
1.) horizontalen Gentransfer auf Grund des Auftretens von freier DNA im Boden (H4) und Gewäs-sersedimenten sowie im Darm von Pflanzenfressern oder phyto- bzw. polyphagen Wirlbellosen. Dies kann insbesondere durch die Integration bakterieller und viraler Sequenzen im Pflanzenge-nomverstärkt werden (H6).
2.) die Verbreitung der Transgene über Pollen (H15, H39, H51) zur Einkreuzung in Saatgutpro-duktion, GV-Anbau, nGV-Anbau, Durchwuchs und Wildpopulationen (H16, H40, H52) sowie über Samen (H12) wobei es zu einer Akkumulation von Transgenen (H7, H20) und anderen Wechsel-wirkungen (H8) auf genetischer Ebene kommen kann.
3.) das der Kulturarten eigene oder transgenvermittelte Potenzial, auf Anbauflächen in der Sa-menbank zu persistieren (Durchwuchs H14, H61, H62), dauerhaft (H13, H60) oder zeitweilig zu verwildern (H52) bzw. in direkt verwandte Wildarten (H17, H53) bzw. über Brückenarten in die weitere Pflanzenfamilie (H18) einzukreuzen.
X XXXXXX X X
X X X X X X
X X X X X X X X
X X XX X X
Belastung:
Verbreitung von GVO-Anbau
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen
- in Kulturpflanzen
- in Kreuzungspartnern
- in Pollen
- im Boden
- in Gewässersedimenten
- Wirbeltierkot, Kläranlagen
Status:
Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen Kulturpflanze
Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride
19
Schu
tz-z
iele
Handlungs-bereich/ Para-metergruppe
Ursache-Wirkungs Hypothesen
HR
-Rap
s B
T-M
ais
VR-Z
R.
KH
-Kar
t. Prüfpunkte
Allgemein Der Anbau transgener Kulturpflanzen kann die Anbaupraxis und Anbauschwerpunkte verändern und damit Auswirkungen auf die Biodiversität im Agrarraum bzw. in der Landschaft haben (H10, H11).
X
X
X
X
Belastung:
Landschaftsstrukturelle Diversität
Anbautechnik
Erhaltung von Kultur-arten
Verbreitung der Transgene über Pollen (H15, H39, H51) zur Einkreuzung in Saatgutproduktion (auch verwandte Kulturarten) im Zusammenhang mit einer Akkumulation von Transgenen (H7, H20, H40). Über Durchwuchs aus transgenen Vornutzungen oder über transgene Samen sowie technische Vermischung kann auch Kartoffel betroffen sein
X X X X Verbreitung von Trangenen und Transgen-kombinationen im Saatgut
Verlust von Kulturar-ten- und Sortenviel-falt
Durch die Etablierung transgener Kulturarten und Sorten kann sich die Vielfalt im Anbau befindli-cher Kulturarten und Sorten verringern.
X X X X Status:
Anzahl und Zusammensetzung verwendeter Kulturarten und Sorten
Herbizidresistenz-technik
Im Rahmen des Anbaus von HR-Raps kann die transgene Eigenschaft verbreitet werden (H17), überdauern (H14) und zu einem Selektionsvorteil führen (H19), wodurch sich der Herbizidaufwand zunehmend erhöhen kann (H20, H21).
Herbizidanwendung kann zu einer Verringerung von Biodiversität in Agrarsystem und –raum füh-ren (H22, H23, H24, H25, H26)
X
Zustand der Ackerbegleitflora, der Acker-randflora und der Diasporenbank Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blüten-besucher unter den Wirbellosen
X X X X Transgen- oder herbizidvermittelte Wirkung auf phytophage Zielarten an der Kulturart und
X an Beikräutern bzw.
X auf pollenfressende Wirbellose.
Terrestrische Wirbel-losenfauna
X X X X Indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter den Wirbellosen N
achh
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e La
ndw
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haft,
Bio
dive
rsitä
t
Wirbeltierfauna
Transgene Kulturpflanzen können
- durch veränderte (H63) oder (selektiv) toxische (H42, H43, H45) Inhaltstoffe, über direk-te (H32) oder indirekte Wirkungen (H28, H29) von Herbizidanwendungen oder durch un-vorhersehbare neue Eigenschaften (H2, H3) das Phytophagenspektrum verändern.
- über den verbreiteten (H39) Pollen mit(selektiv) toxischen (H42, H43, H45) Inhaltstoffen pollenfressende Wirbellose innerhalb und außerhalb des Anbaus schädigen (H45).
Veränderungen im Spektrum und der Abundanz von Phytophagen (H30, H46, H63) sowie direkte (H32, H45) oder indirekte (H44) transgen- oder biozidvermittelte toxische Wirkungen können sich auf Antagonisten sowie das Gefüge weiterer Nahrungsnetze (H9) auswirken.
Reduktion der Ackerbegleitflora kann zu Bestandsveränderungen der körner- und pflanzenfres-senden Wirbeltiere führen (H31)
X X X X Wirkung des durch Reduktion der Begleitflora reduzierten Samenangebot bzw.
der durch Pflanzeninhaltstoffe oder Herbizide veränderten Wirbellosenfauna
auf Wirbeltiere (verschiedene Stufen der Nahrungskette)
Rückstandsanalysen Durch HR-Technologie kann sich der Herbizidaufwand zunehmend erhöhen, mit toxischen Wir-kungen auf die Bodenmikroflora und -fauna (H21, H24, H32, H33).
Das B.t.-Toxin kann im Boden persistieren, akkumulieren und biologisch wirksam bleiben (H47)
X
X
Belastung:
Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden im Boden
Bod
en-
funk
tione
n
Erfassung der Bo-denerosion
Die HR-Technik kann die Wirksamkeit von Faktoren ändern, die Erosion auf dem Acker beeinflus-sen (H35).
X Wirkung der reduzierten Beikrautflora auf Bodenerosion
20
Schu
tz-z
iele
Handlungs-bereich/ Para-metergruppe
Ursache-Wirkungs Hypothesen
HR
-Rap
s B
T-M
ais
VR-Z
R.
KH
-Kar
t. Prüfpunkte
Bodenphysikalische und –chemische Parameter
X
X
X
X
Status:
Indirekte Wirkungen bzw. Wirkung der HR-Strategie auf Bodenphysik und Chemie
Bodenmikro-biologische Parame-ter
X X X X Transgen- bzw. biozidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen oder durch ver-änderte genetische Ausstattung herbeige-führte Änderung von Zusammensetzung und Funktionen von Mikroorganismen
Bodenzoologische Parameter
Durch direkte oder indirekte Wirkung von Herbizidanwendungen (H32, H33), transgenvermittelte toxische (H48), vorhersehbare (H63) oder unvorhersehbare (H2, H3) Veränderungen der pflanzli-chen Nahrungsquellen (Inhaltsstoffe, Wurzelausscheidungen, Menge o. ä.) können Artenzusam-mensetzung der Mikroorganismen und Wirbellosen im Boden direkt verändert werden.
Mikroorganismen können mit Pflanzentransgenen auf genetischer Ebene in Wechselwirkung treten (H6), Transgene aufnehmen (H4) oder aufgenommene Transgene verändern und so ihr ökologisches Verhalten in unvorhersehbarer Weise ändern (H5), einen Konkurrenzvorteil erlan-gen (H38) oder pathogenes Potenzial (wieder)entwickeln (H4, siehe Hinweise zu säugerpathoge-nem Intergrund von B.t. (B.t..-Mais).
Die veränderte Artenzusammensetzung und Funktionen der Bodenmikroorganismen kann sich indirekt auf das weitere Gefüge des Nahrungsnetzes (Bodenzoologie H3, H5) und die Bodenfunk-tionen auswirken (H5, H34).
X X X X Transgen- bzw. Herbizidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen auf Zusammen-setzung und Funktionen der Bodenfauna
Gew
ässe
r
Oberflächen-gewässer und Grundwasser
Im Rahmen der HR-Technologie kann sich der Herbizidaufwand zunehmend erhöhen (H21, H24, H32, H33), wobei die Herbizide (H36) in Gewässer ausgewaschen werden können.
Beim großflächigen Anbau von B.t.-Mais kann es zum Eintrag und Anreicherung von Toxinen in Gewässern kommen (H49). Herbzide bzw. Toxin können die im Wasser lebenden Organismen schädigen (H37, H50).
X
X
Belastung:
Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern
Status:
Wirkung von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern auf in Gewässern lebende Orga-nismen
Phytopathogene Wirbellose
Kulturpflanzen (bzw. deren DNA) können transgenbedingt auf genetischer Ebene in Wechselwir-kung mit Mikroorganismen und Viren treten (H6), wobei:
1.) Mikroorganismen Transgene aufnehmen (H3) und ihr ökologisches Verhalten in unvorherseh-barer Weise ändern können (H4).
In beikrautarmen Rapsfeldern fressen Phytophage vermehrt an der Kulturpflanze (H27).
Eine Reduzierung der Maiszünslerpopulationen kann zu Verschiebungen des Phytopha-genspektrums im Maisfeld führen (Sekundärschädlinge, H41).
Veränderungen im Kohlenhydratspektrum der Kartoffeln können zu Verschiebungen im Phy-tophagen- und Phytopathogenspektrum führen (H63).
X
X
X
Befall der Kulturpflanze mit phytopathogenen Wirbellosen
Pfla
nzen
schu
tz
Virale Phytopathoge-ne
2.) durch Rekombination können neue Viren mit unbekannten Eigenschaften entstehen (H55, H56).
Bei einem Befall der Pflanzen mit anderen Viren als BNYVV kann es transgenbedingt zu Hete-roinkapsidierung oder anderen Synergien kommen, die ein verändertes Verhalten von viralen Phytopathogenen nach sich ziehen ( H57, H58).
X Befall durch virale Phytopathogene und Befallsausprägungen an Kulturpflanze und Kreuzungspartnern
21
2.2 Weitere GVO-Monitoringkonzepte Für den Bezugsraum Deutschland gehen wir ergänzend auf zwei weitere GVO-
Monitoringkonzepte ein: das der Bund/Länder-Arbeitsgruppe „Monitoring von Umweltwirkun-
gen gentechnisch veränderter Pflanzen" (B/L-AG 2003) sowie der BBA.
Das Konzept der B/L-AG folgt weitgehend dem Ansatz von Züghart & Breckling (2003). Die
Handlungsbereiche und Prüfpunkte der Konzepte entsprechen sich, auch wenn das B/L-AG-
Konzept diese teilweise allgemeiner fasst. Die Liste der vorgeschlagenen Untersuchungspa-
rameter ist gegenüber Züghart & Breckling (2003) in einigen Bereichen reduziert.
Die seit 1999 bestehende Arbeitsgruppe „Anbaubegleitendes Monitoring gentechnisch ver-
änderter Pflanzen im Agrarökosystem“ hat - unter Federführung der Biologischen Bundesan-
stalt (BBA) - im März 2000 ein Eckpunktepapier „Anbaubegleitendes Monitoring gentech-
nisch veränderter Kulturpflanzen – Erfassung und Auswirkungen auf das Agrarökosystem“
(BBA 2000) vorgestellt. Darin werden Parameter genannt, die im Rahmen eines anbaube-
gleitenden Monitoring der Wirkungen von GVO auf das Agrarökosystem erfasst werden sol-
len. Mögliche direkte und indirekte Wirkungen von 7 gentechnischen Veränderungen an den
oben genannten vier Hauptkulturarten stehen im Vordergrund. Als direkte Wirkungen werden
genannt:
1. der GVO kann verändert auf Schaderreger reagieren,
2. bei Schadorganismen können sich Resistenzen entwickeln,
3. der Abbau von Pflanzenresten im Boden kann sich verändern,
4. Pflanzenschutzmittel können verändert auf GVO wirken.
Zu den indirekten Wirkungen zählen mögliche Veränderungen des Anbauverfahrens. Der
Fokus des Konzeptes liegt deutlich auf der Untersuchung von Eigenschaften der GVO in
ihren Wirkungen auf die Anbaupraxis. Das Konzept deckt damit Teilaspekte einer Produkt-
prüfung ab, geht aber nicht auf die komplexen Wirkungen von GVO auf Umwelt und Ge-
sundheit ein.
2.3 Notwendigkeiten zur Erweiterung bestehender Konzepte bei neuen GVO? Ein GVO-Monitoring sollte im Vorgriff auf derzeit in Entwicklung befindliche GVO konzipiert
werden, um bereits absehbare Risiken möglichst einzubeziehen. Deshalb gehen wir an die-
ser Stelle kurz auf den derzeitigen Stand der Entwicklung gentechnischer Veränderungen an
weiteren Kulturarten ein und sprechen mögliche Wirkungsgefüge an.
Eine Übersicht über künftig zu erwartende GVO bietet der Anhang A, der umfassend das
Spektrum an Kulturpflanzen und die Zeithorizonte ihres Inverkehrbringens aufführt.
Insgesamt werden weltweit derzeit an 41 einjährigen und 32 mehrjährigen Kulturarten gen-
technische Veränderungen vorgenommen (Lheureux et al. 2003 und
22
http://www.transgen.de). Ziele sind eine noch effizientere Produktion und Züchtung, wobei
den Pflanzen weitere Eigenschaften implementiert werden sollen. Standen bisher Herbizid-
resistenz, Insektengiftigkeit, Virusresistenz und männliche Sterilität im Vordergrund, so zielen
die neueren Eingriffe in das Erbgut auf höhere Erträge, veränderte Morphologie und Reife-
prozesse, Pilzresistenz und Resistenz gegen abiotischen Stress. Ein weiterer wichtiger Ziel-
bereich neuer GVO sind veränderte Pflanzeninhaltsstoffe wie Fette, Lignin, Stärke, Proteine
und andere Inhaltsstoffe, die den Wert der Kulturarten als Lebensmittel steigern sollen. Seit
kurzem befindet sich mit einem Antrag für eine gentechnisch veränderte Nelkenart erstmals
eine ausdauernde Pflanzenart im Genehmigungsprozess, auch wenn sich diese Genehmi-
gung nicht auf den Anbau derselben bezieht. Den derzeitigen Stand der Antragstellung für
GVO bei der EU zeigt Tab. 3.
Tab. 3: Derzeit als Anträge bei der EU vorliegende GVO
Kulturart Her
bizi
dres
iste
nz
Inse
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(B.t.
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Baumwolle n n
Kartoffel n
Mais n n
Nelke n n
Raps n n
Reis n
Zuckerrübe n
Die GVO und übertragene Eigenschaften, die für die nächsten 5, 6-10 und nach 10 Jahren
zu erwarten sind, werden im Anhang aufgelistet (Lheureux et al. 2003).
Bereits absehbare Wirkungen eröffnen sich durch die neu entwickelten GVO in folgenden
zwei Bereichen:
1. Erhöhtes Ausbreitungs- und Verwilderungspotenzial aufgrund veränderter ökologi-
scher Eigenschaften wie veränderte Konkurrenzkraft z.B. durch erhöhte Salz- oder Kälte-
toleranz,
2. Nahrungsnetzeffekte, indem z.B. bei erhöhten Proteingehalten das Spektrum phy-
tophager Organismen erheblich verändert werden kann - mit unterschiedlichsten Folgen.
Diese können von direkten Verschiebungen in den Nahrungsnetzen bis zur Notwendig-
keit erhöhter oder veränderter Insektizid- / Fungizidapplikationen reichen.
23
Die hier skizzierten Wirkungsgefüge decken sich mit denen der hier behandelten vier Kultur-
sorten. Die zu erwartenden GVO weisen also keine grundsätzlich neuen Risiken auf. Aller-
dings ist zu erwarten, dass sich Reichweite und Intensität möglicher Effekte wie Invasivität
vergrößern. Auch die Betroffenheit der unmittelbaren Umgebung des Anbaus (z.B. der Nah-
rungsnetze) kann verstärkt werden. Statistisch wird sich durch das Inverkehrbringen weiterer
GVO die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass mögliche schädliche Kombinationswirkungen
eintreten, z.B. in Folge der entsprechend zunehmenden Ereignisse von horizontalem Gen-
transfer oder von Auskreuzung. Weiterhin steigt mit zunehmender Anzahl von Zulassungen
für eine Kulturart die Möglichkeit der Bildung verschiedenster Transgenkombinationen und
damit die Wahrscheinlichkeit für pleiotrope und Positions-Effekte in den entsprechenden
Pflanzen. Damit erhöht sich grundsätzlich das Gefährdungspotenzial für die Biodiversität.
3 Biodiversitätsmonitoring Im Folgenden stellen wir die Aufgaben, Ziele und Notwendigkeiten eines Biodiversitätsmoni-
toring in den Mittelpunkt. Dabei gehen wir genauer auf die Ökologische Flächenstichprobe
(ÖFS) ein, die als Biodiversitätsmonitoring für Deutschland konzipiert wurde. Wir resumieren
kurz dessen Konzeption, die einbezogenen Indikatorgruppen und das Probenahmedesign
und stellen die Bezüge zu einem GVO-Monitoring her. Für die ÖFS werden der bisherige
Umsetzungsstand und einige Anwendungsbeispiele genannt und ein kurzer Seitenblick auf
das Biodiversitätsmonitoring in Großbritannien und der Schweiz gewährt.
3.1 Biodiversitätsmonitoring - eine dringliche Aufgabe Experten schätzen, dass pro Tag 70 bis 300 Tier- bzw. Pflanzenarten auf der Erde ausster-
ben und in den nächsten 50 Jahren 10 bis 50 % aller Arten von der Erde verschwunden sein
werden (Wilson 1992). Diese global schrumpfende Biodiversität war u.a. Thema der Welt-
Umweltkonferenz in Rio de Janeiro 1992, auf der die „Konvention über die biologische Viel-
falt" verabschiedet wurde und die bis zum Jahre 2000 von 177 Staaten ratifiziert worden ist.
Darin werden die Vertragsparteien aufgefordert, die als wichtig erkannten Bestandteile der
biologischen Vielfalt einer systematischen Überwachung (Monitoring) zu unterziehen. Die
Rio-Konvention sieht weiterhin vor, zu untersuchen, welche Vorgänge oder Aktivitäten erheb-
liche nachteilige Folgen für die biologische Vielfalt haben.
Allerdings bildet die Rio-Konvention nur einen Rahmen, dessen Ausgestaltung die Aufgabe
der einzelnen Nationen bleibt. Zudem enthält sie keine verbindliche Liste von Arten oder Le-
bensräumen, die besonderen Schutzmaßnahmen unterliegen sollen. Um dem Schutzziel
„Erhalt der Biodiversität" gerecht zu werden, wurde die Entwicklung eines Indikatorensys-
tems empfohlen, mit dessen Hilfe sich Biodiversität analysieren lässt und das zugleich die
24
wichtigsten Veränderungsursachen aufzeigen soll. Zwar lässt sich dabei auf viele bereits
häufig verwendete Indikatoren zurückgreifen wie z.B. Flächenangaben zu bestimmten Bio-
toptypen, chemische Parameter oder Bestandszahlen einzelner Arten, doch für die komple-
xen Aspekte eines Biodiversitätsmonitoring, das in ein Konzept der Ökosystem-Integrität
eingebettet ist, sind geeignete Indikatorensets derzeit noch in Entwicklung.
3.2 Biodiversitätsmonitoring als Teil eines integrierten Ökosystemschutzes Natur stellt als biotische Ressource ein Vermögen oder Kapital dar, in dem sie z.B. Nahrung,
Rohstoffe oder Energie transformiert bzw. zur Verfügung stellt. Dabei setzt sich zunehmend
die Einsicht durch, dass die Vielfalt des Lebens dazugehört, nutzbar als potenzielle Ressour-
ce oder als nicht direkt ökonomisch nutzbarer Wert. Derzeit erfolgt jedoch eine Integration
von Natur in ökonomische Gesamtrechnungen erst in Ansätzen. Zu diesen gehört auch der
Ansatz, über ein Biodiversitätsmonitoring die Qualität dieses Naturvermögens zu bestimmen
(Hoffmann-Kroll et al. 1995, 1997, 1998).
Die Forschung zur biologischen Vielfalt (Biodiversität) beschreibt, misst und analysiert die
Mannigfaltigkeit des Lebens auf der Erde und bringt dabei eine Vielzahl von biologischen
Disziplinen zusammen wie z.B. Evolutions- und Populationsbiologie, Taxonomie, Ökologie
und Genetik (Heywood & Watson 1995). Ein Monitoring zur Biodiversität setzt sich zur Auf-
gabe, die Wahrung des übergeordneten Schutzziels „Erhalt der Biodiversität“ zu überwa-
chen. Allerdings muss ein solches generelles Schutzziel je nach Region, Lebensraumtyp und
einwirkenden Nutzungsweisen differenziert werden. Dazu müssen Umweltqualitäts- bzw.
Handlungsziele formuliert werden, die konkrete Standards beinhalten - ein konzeptioneller
Prozess, der derzeit noch in Entwicklung ist. Die Vertragsstaatenkonferenz zur Umsetzung
der Biodiversitätskonvention hat vorläufige Leitlinien für die Einbeziehung von Aspekten der
Biodiversität in das Verfahren einer Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) entwickelt (COP
Decision VII/7, s. http://www.biodiv.org/). Danach kann sich die Überprüfung der Auswirkun-
gen menschlicher Nutzungen auf mehrere Komponenten der Biodiversität erstrecken: auf die
genetische Vielfalt, die Artenvielfalt und die Ökosystemvielfalt, die jeweils nach ihren zeitli-
chen und räumlichen Strukturen und Schlüsselprozessen beobachtet werden. Insgesamt
zeichnet sich das Bestreben ab, den Ökosystem-Ansatz weiterzuentwickeln, zu konkretisie-
ren und umzusetzen (COP 7 Decision VII/11), wobei das Beziehungsgefüge von ökologi-
schen Prozessen und Wechselwirkungen (oft als Funktionen bezeichnet) mit berücksichtigt
werden soll.
In ein solches Konzept von Ökosystem-Integrität (vgl. Dierssen & Hoffmann-Müller 2004)
und eines daraus abgeleiteten Ökosystemschutzes lässt sich der am Artenschutz orientierte
Naturschutz einbetten, so dass es zu einer Integration mit dem Umwelt- und Ressourcen-
schutz kommt. Der Schutz und die Dynamik des gesamten Ökosystems stehen im Vorder-
25
grund, wobei die Funktionen der Ökosysteme wie Wasser-, Stoff- und Energiehaushalt die
strukturellen Bestandteile der Ökosysteme miteinander verknüpfen (UBA 2000). Legt man
diesen umfassenden Ansatz zugrunde, so müssen Leitbilder und Umweltqualitätsziele nicht
nur für Biota, sondern auch für die medialen Bereiche Klima, Luft, Wasser und Boden defi-
niert werden – eine Aufgabe, die noch erfüllt werden muss.
3.3 Konzeption der Ökologischen Flächenstichprobe (ÖFS) als Biodiversi-tätsmonitoring für Deutschland
Das globale Schutzziel „Erhalt der Biodiversität" muss auf einzelne Länder heruntergebro-
chen und in Teilzielen spezifiziert werden. Bereits mehrere Länder in Europa haben Biodi-
versitätsmonitoring-Konzepte entwickelt und sie bereits in die Praxis umgesetzt (s. Kap. 3.4).
Für Deutschland existiert bisher noch kein umfassendes Biodiversitätsmonitoring. Es wurden
jedoch bereits Teilkonzepte erarbeitet. Zu diesen gehört die Ökologische Flächenstichprobe
(ÖFS), die konzeptionell weitgehend ausgereift ist und bereits exemplarisch getestet wurde.
Ziel der ÖFS ist es, die Strukturen von Landschaftsausschnitten, Ökosystemen und darin
lebender Tier- und Pflanzenarten (als Indikatoren für Umweltzustände, vgl. Kap. 1.5) zu ü-
berwachen. Mit diesen Aufgaben kann die ÖFS eine entscheidende Schnittstelle bilden zwi-
schen einem noch zu konzipierenden Monitoring der Ökosystem-Funktionen und den schon
bestehenden medialen Messnetzen, die der stofflichen Überwachung dienen.
Die ÖFS ist so konzipiert, dass sie weniger auf Seltenheiten als auf die dominierenden Struk-
turen und Arteninventaren in Ökosystemen fokussiert ist. Bisher gilt das primäre Augenmerk
von Biodiversität in Deutschland vor allem den geschützten Biotopen bzw. seltenen Arten in
Schutzgebieten. Für die Normallandschaft, die für die Funktionsfähigkeit der gesamten Öko-
systeme entscheidend ist, wurden bisher keine repräsentativen Beobachtungsnetze zur Bio-
tik installiert. Vielmehr sind für Natur und Landschaft in Deutschland bisher nur regionale und
selektive Messnetze mit unabgestimmten Methoden und Erhebungsmerkmalen eingerichtet
(Dierssen & Hoffmann-Müller 2004). Entscheidende Ökosystem-Funktionen werden jedoch
nicht von seltenen Arten, sondern den häufigen bzw. mäßig häufigen Arten übernommen -
also Arten, die in der Normallandschaft leben. Sie macht etwa 90% der Fläche der Bundes-
republik aus (Dröschmeister 2001) und besteht vor allem aus landwirtschaftlich genutztem
Offenland und Waldgebieten.
In der Normallandschaft finden die relevanten Prozesse statt, die Ökosystemstrukturen und
demzufolge Ökosystemfunktionen verändern: Hier werden Lebensräume mit hoher Biomas-
seproduktion (wie Wälder oder Grünland) verbraucht oder zerschnitten, hier werden Selbst-
reinigungskräfte durch Entwässerungen, menschliche Siedlungen oder Gewerbe einge-
schränkt. In der Normallandschaft finden auch die entscheidenden Belastungen statt wie z.B.
Nährstoffzufuhr infolge landwirtschaftlicher Nutzung. Auch neuartig auftretende Prozesse -
26
wie Arealerweiterungen von Arten infolge globaler Klimaveränderungen oder das Vordringen
von Neophyten und Neozoen (Sukopp & Trepl 1987) - spielen sich überwiegend in der Nor-
mallandschaft ab bzw. strahlen von hier in Schutzgebiete aus. Der kommerzielle Anbau von
GVO schließlich wird innerhalb dieser Normallandschaft stattfinden.
3.3.1 Ziele und Aufgaben der ÖFS Das Konzept der Ökologischen Flächenstichprobe (ÖFS) setzt sich zum Ziel, die bestehen-
den Datenlücken zur Normallandschaft zu schließen. Sie soll vor allem dazu dienen, flä-
chendeckende, bundesweit aussagekräftige und repräsentative Daten über die Veränderun-
gen häufiger und verbreiteter Biotoptypen und Arten zu erheben (Dröschmeister 2001).
Zugleich ist sie geeignet, Daten in die Berechnung des Naturvermögens einfließen zu lassen
(Hoffmann-Kroll et al. 1997).
Die ÖFS wurde als neues Beobachtungsinstrument des Naturschutzmonitoring in Zusam-
menarbeit von Statistischem Bundesamt mit dem Bundesamt für Naturschutz konzipiert. Ei-
ne praktische Erprobung von Teilkomponenten erfolgte 1990 in den Bundesländern Bran-
denburg, Berlin und Thüringen (Statistisches Bundesamt 1998). Umgesetzt wird die ÖFS bis
heute nur im Bundesland Nordrhein-Westfalen (König 1999, LÖBF 2004) bzw. in 2004
deutschlandweit für Brutvögel (Dröschmeister, mdl. 2005).
Die ÖFS soll vor allem drei Belastungsformen ermitteln, die auf Ökosysteme wirken:
1. Zerstörung von Biotopen, z.B. durch Grünlandumbruch, Erschließung von Industrie-
oder Gewerbegebieten oder Maßnahmen des Wasserbaus. Die damit verbundenen
Belastungen spiegeln sich in Flächenbilanzen und qualitativ wie der Zu- und Abnah-
me von Arten und Populationen wieder.
2. Zerschneidung von Biotopen durch Verkehrswege oder landwirtschaftliche Nutzun-
gen, z.B. durch Intensivackerbau zwischen extensiv genutzten Grünlandflächen. Die
damit verbundenen Belastungen wirken sich über Verinselungen von Biotopen z.B.
auch auf die genetische Diversität aus.
3. Qualitative Belastungen z.B. durch Nutzungsintensivierung in Land- und Forstwirt-
schaft. Davon sind Strukturen wie das Relief ebenso betroffen wie der Nährstoff-
Haushalt.
Damit kommen der ÖFS mehrere Aufgabenbereiche zu (vgl. Dröschmeister 2001):
1. Überprüfung der Effektivität von Naturschutzinstrumenten, Belastungen der (nicht
geschützten) Normallandschaft zu verringern oder zu verhindern,
2. Beurteilung des Erhaltungszustands bereits geschützter (bzw. zu schützender) Ge-
biete, z.B. von Lebensraumtypen der FFH-Richtlinie, die in Deutschland relativ weit
verbreitet sind, (vgl. Kap. 5.6.),
27
3. Überprüfung der Auswirkung von bestehenden Nutzungen oder Nutzungsverände-rungen auf die Normallandschaft, z.B. infolge politischer Steuerungen wie z.B. För-
der- und Stillegungsprogramme in der Landwirtschaft oder neue Straßenbauprojekte,
4. Fortschreibung der Roten Liste Biotoptypen für Deutschland (Riecken et al. 2000),
indem die ÖFS erstmals quantitative Daten zur Veränderung von Flächen und Quali-
täten bestimmter Biotoptypen liefert.
5. Verbesserung der Datengrundlagen für die Roten Listen von Tier- und Pflanzenar-ten.
6. Beitrag zu bundesweiten und internationalen Indikatorensystemen im Rahmen des
Biodiversitätsmonitoring (vgl. Kap. 3.2).
3.3.2 Bestandteile der ÖFS Die ÖFS arbeitet auf zwei Ebenen, die im Folgenden näher dargestellt werden.
Ebene I: Landschaften und Biotoptypen, deren Größe, Verteilung, Strukturierung und Quali-
tät ermittelt werden.
Ebene II: Qualität der Biotope, ihre Artenvielfalt und Artenausstattung.
Für beide Ebenen ist ein Wiederholungsintervall von fünf Jahren vorgesehen. Aus Gründen
der organisatorischen Abwicklung wird es wahrscheinlich nicht zu einer synchronen Erhe-
bung der Daten in Ebene I und II kommen (Benzler mdl., 2004).
3.3.2.1 Ebene I Die ÖFS stellt den Anspruch, Informationen aus einem Netz von Stichproben auf die Ge-
samtfläche Deutschlands hochrechnen zu können. Dazu werden aus zwei Datenschichten
Stichprobenflächen gezogen, die im Zufallsverfahren über die Gesamtfläche Deutschlands
verteilt sind. Für die Ziehung der Stichprobenflächen wurden folgende Flächengliederungen
miteinander verschnitten:
1. Standorttypen. Aus abiotischen Informationen (orographische Höhen, Bodentypen,
Temperaturen, Sonnenscheindauern und Niederschlägen) wurden 20 (langfristig stabile)
Typen gebildet (wie z.B. drei Typen kontinentalen Tieflands oder fünf Typen östlichen
Mittelgebirges), die zu sechs Landschaftstypen aggregiert werden können.
2. Bodenbedeckungstypen. Als Grundlage dienten ATKIS-Daten (Amtliches Kartographi-
sches Informationssystem), denen ein Digitales Landschaftsmodell im Maßstab 1: 25.000
zugrunde liegt. Daraus wurden sechs Bodenbedeckungstypen gebildet, in denen Acker-
land einen eigenen Typus bildet.
Um aus diesen beiden Schichten statistisch aussagekräftige Daten zu erhalten, wurde ein
flächenproportionales Auswahlverfahren gewählt (Details s. Mitschke et al. 2005). Der ur-
28
sprüngliche Ansatz der ÖFS, der 800 Stichproben vorsah, wurde auf 1.000 Stichproben er-
weitert (Mitschke et al. 2005). Diese Anzahl ist notwendig, um Hochrechnungen auf die Ge-
samtfläche Deutschlands durchführen zu können. Bundeslandintern wird eine Verdichtung
des Stichprobennetzes auf 2.637 Stichproben empfohlen (Mitschke et al. 2005). Für den Fall,
dass sich während der Umsetzung von Ebene I Flächen als nicht begehbar herausstellen
sollten, wurden für jede Stichprobefläche drei Ersatzflächen in der Nachbarschaft ermittelt.
Nach der Festlegung der Stichprobenflächen zielen die nächsten Arbeitsgänge in Ebene I
auf die Erstellung digitaler Biotopkarten, die Aussagen zur Quantität und Qualität der Biotope
liefern sollen. Diese geschieht in drei Arbeitsschritten:
1. Erfassung der exakten Geometrien der Biotope mittels Color Infrarot Luftbildern (CIR)
und anderer kartographischer Grundlagen. Die Biotope werden in digitalen Karten darge-
stellt.
2. Korrektur und Verfeinerung der Biotopkarten durch Geländearbeiten. Vor Ort wer-
den den Biotoptypen zusätzlich Qualitätsmerkmale zugeordnet. Außerdem werden linea-
re Elemente, vor allem Säume, ergänzend in gesonderte Erfassungsbögen eingetragen,
die für jeden Biotoptyp angelegt werden.
3. Verknüpfung der Biotoptypen mit weiteren Merkmalen, die während der Geländear-
beiten erhoben wurden und in einer Datenbank abgelegt sind.
Eine Vorlaufstudie zur ÖFS (Luftbild Brandenburg 2000) ergab, dass sich viele vegetations-
bedeckte Biotoptypen mit Fernerkundungsdaten wie CIR allein nicht sicher differenzieren
lassen. Deshalb ist - beim derzeitigen Stand der Satellitenbildtechnik - eine Ansprache der
Biotoptypen durch ExpertInnen im Gelände unumgänglich.
3.3.2.2 Ebene II Bevor Flächenverluste bzw. Qualitätsveränderungen eintreten, die auf Ebene I der ÖFS er-
kennbar sind, können bereits Tier- und Pflanzenarten in zahlreichen Biotoptypen eine Belas-
tungssituation, z.B. in Form von Nutzungsintensivierungen oder Schadstoff-Einträgen, als
Zustandsindikatoren anzeigen. Solche Belastungen lassen sich mittels Messgrößen wie z.B.
der Artenzusammensetzung, den Zeigerwertspektren von Pflanzen oder dem Verhältnis ste-
nöker zu euryöken Arten feststellen (Dröschmeister 2001). Die Ebene II der ÖFS deckt im
Wesentlichen drei Aussagebereiche ab:
1. Organismen beschreiben den Zustand von Biotopen hinsichtlich ihrer Qualitäten.
2. Die Diversität von Tier- und Pflanzenarten ist eine Messgröße, die den synoptischen
Zustand von Landschaftsausschnitten der Stichprobenflächen darstellen kann.
29
3. Tierarten, die mehrere Biotoptypen zugleich nutzen bzw., die hohe Ansprüche an die
Flächengröße ihrer Habitate stellen, dienen als Indikatoren, um Belastungen des funkti-onalen Beziehungsnetzes in der Landschaft erkennen zu lassen.
Methodisch wird in Ebene II eine Unterstichprobe aus Ebene I gezogen. Dabei werden ent-
weder bestimmte Biotoptypen aggregiert oder nur ein bestimmter Biotoptyp ausgewählt. Nur
bei bestimmten Indikatorgruppen (Avifauna und Tagfalter) wird ein ganzes Spektrum von
Biotoptypen erfasst. Bei der Auswahl der Unterstichprobe sollte auf die Aussagekraft hin-
sichtlich der Intensitätsgrade der Nutzung sowie die Erkennbarkeit gegenwärtiger und zu-
künftiger Veränderungstendenzen geachtet werden (Dröschmeister 2001).
Flora Zur Erfassung der Flora werden zwei Probeflächengrößen gewählt: im Offenland 20 m2 und
in Waldflächen 400 m2. Innerhalb dieser Probeflächen werden sämtliche Blütenpflanzenar-
ten, ihre Deckung und ihre Schichtung aufgenommen. Über die Zahl der zu bearbeitenden
Unterstichproben und der Biotoptypen besteht bisher noch keine Einigkeit. Die Anforderun-
gen, die an den Stichprobenumfang gestellt werden, sind (Statistisches Bundesamt und
Bundesamt für Naturschutz 2000):
• Jede Stichprobeneinheit ist mit Aufnahmeflächen zur Flora zu belegen.
• Jeder in einer Stichprobeneinheit erfasste Biotoptyp bzw. Biotoptypengruppe sollte mög-
lichst in dieser mit zumindest einem Plot erfasst sein.
• Pro Bezugseinheit sollten 30 Plots als Mindestanzahl an Aufnahmen festgelegt werden.
Fasst man Biotoptypen zu Gruppen zusammen, ergibt sich (beim inzwischen veralteten An-
satz mit 800 Stichprobenflächen) eine Gesamtzahl von 12.510 plots, bei einzelnen Biotopty-
pen sogar 22.080 plots - eine Zahl, die sich durch die neue Berechnung mit 1.000 Stichpro-
benflächen aber grundsätzlich nicht erhöht.
Durch ihre geringe Mobilität - verglichen mit Tieren - können Pflanzen eine Vielzahl vor Ort
wirksamer Umweltfaktoren integrierend anzeigen. Mit Hilfe des Zeigerwertsystems von El-
lenberg (1992) lassen sich z.B. Licht-, Nässe- oder Nährstoffverhältnisse eines Standorts
differenziert beurteilen. Die Daten zur Deckung und Schichtung erlauben zusätzliche Aussa-
gen zur kleinräumigen Strukturierung der Flächen.
Fauna Faunistische Indikatoren sollen Aussagen ergeben, die weder durch Ebene I noch durch die
Flora hinreichend abgedeckt werden können, wie z.B. (Dröschmeister 2001):
1. Störungen, vor allem durch hohe Bewirtschaftungsintensität,
2. Isolation von Populationen,
3. Veränderungen in vegetationsfreien bzw. -armen Biotopen,
30
4. Veränderungen in Lebensraum-Mosaiken,
5. Gesamtbelastung von Ökosystemen, z.B. durch Beurteilung der Gewässergüte anhand
limnischer Tiergruppen.
Angesichts der hohen zu erwartenden Kosten für die faunistischen Erhebungen ist die Erfas-
sung in einem Stufenplan vorgesehen (s. Tab. 4).
Tab. 4: Faunistische Indikatoren der Ebene II der ÖFS
Prioritäts-stufe
Artengruppe Erfassungsmethode
I Brutvögel Heuschrecken Laufkäfer (Waldbiotope)
Revierkartierung 1 km2 2 Transekte von je 20 m Länge und 2 m Breite 6 Bodenfallen je Transekt
II Laufkäfer (Offenlandbiotope) Tagfalter Süßwassermollusken Totholzkäfer
6 Bodenfallen je Transekt 1 Transekt von 50 m x 4 m Aufsammlungen auf 1 m2 Kombinierte Fenster-Malaise-Falle
III Libellen Amphibien Landschnecken
1 Transekt von 50 m x 4 m 1 Transekt von 50 m x 3 m Siebanalyse auf 0.25 m2
3.3.3 Problembereiche und Prüfpunkte im Rahmen der ÖFS Anhand des großen Spektrums an Prüfpunkten, die in der ÖFS vorgesehen sind, ergibt sich
für ein GVO-Monitoring die Möglichkeit, Veränderungen in Landschaft, Biotoptypen (Ebene I)
sowie anhand von organismischen Indikatoren (Ebene II) nachzuweisen.
Das übergeordnete Schutzziel der ÖFS ist die „Erhaltung der Biodiversität", demgegenüber
andere Schutzziele (wie in Kap.3 genannt) untergeordnet bleiben. Dieses Schutzziel ist
durch eine Vielzahl von Problembereichen gefährdet wie z.B. die Belastung von Ökosyste-
men mit Nährstoffen, Entwässerungen oder mechanische Störungen in Landwirtschaftsflä-
chen. Für diese Bereiche wurden in der ÖFS bereits geeignete Parameter genannt
(Dröschmeister 2001) wie zum Beispiel Veränderungen in der Vegetationszusammenset-
zung oder der Artenzahl von bodenbrütenden Vögeln. Zahlreiche Parameter, die im Rahmen
der ÖFS erhoben werden sollen (wie z.B. Lebensformtypen, Strategietypen oder Nahrungs-
gilden) eignen sich, mehrere dieser Problembereiche zugleich zu indizieren. So lässt sich
z.B. anhand von Strategietypen innerhalb der Blütenpflanzen die Nutzungsintensität (i.S.v.
Störungen), die Belastung mit Nährstoffen oder die Isolation von Flächen in der Landschaft
beurteilen. Diese mehrfache Verwendbarkeit der Parameter in der ÖFS bildet zugleich eine
Schnittstelle für ihre Brauchbarkeit im Rahmen eines GVO-Monitoring.
3.3.4 Umsetzungsstand der ÖFS Aufgrund der Kosten für die vollständige Durchführung der ÖFS existieren derzeit zwei Vari-
anten zur Umsetzung:
31
1. Basisvariante mit Ebene I und den Indikatoren Blütenpflanzen und Vögel der Ebene
II.
2. Optimalvariante mit Ebene I und allen in Tab. 4 genannten Indikatoren der Ebene II
(d.h. den Prioritätsstufen 1 bis 3 bei der Fauna).
Da bisher eine Umsetzung der Ebene I noch aussteht, kann die genaue Biotopausstattung in
den zufällig gewählten Stichprobenflächen nicht bestimmt werden. Deshalb beruhen Flä-
chenangaben für Biotoptypen bisher nur auf Schätzungen. Nach Back et al. (1996) liegt in
den ursprünglich 800 Stichprobenflächen der Biotoptyp Ackerland zu 80 % (= 640 Flächen)
vor. Über einen Abgleich der 1.000 gezogenen Stichprobenflächen (Mitschke et al. 2005) mit
Kartenwerk zur Landnutzung (Corine Land Cover) fanden Hintermann & Weber (2004), dass
in 735 Stichprobenquadraten Ackerflächen vorliegen. 394 Stichprobenquadrate wiesen eine
Bedeckung mit Ackerflächen von mehr als 30% auf.
Um Aufwand und Kosten für die Ebene I der ÖFS abschätzen zu können, fand in Baden-
Württemberg ein Praxistest statt (AAÖ 2003), bei dem 15 Stichprobeneinheiten im Offenland
per Color-Infrarot-Bildflug Ende Mai 2002 untersucht wurden. Die Ergebnisse dieses Projekts
fließen in die Kostenkalkulation für unser Konzept ein (s. Kap. 6).
Da noch keine bundesweite Umsetzung der ÖFS stattgefunden hat, enthält das Konzept
bisher einige Unwägbarkeiten: Die Anzahl der Wiederholungsflächen innerhalb eines Biotop-
typs wurde für die Flora auf 30 festgelegt. Da allerdings bisher keine Angaben zur Variabilität
der Daten gemacht werden können, ist diese Zahl vorläufig und muss ggf. modifiziert werden
(Statistisches Bundesamt & Bundesamt für Naturschutz 2000).
Bei der Umsetzung der ÖFS ist zu prüfen, ob die konsequente Anwendung des Zufallsver-
fahrens zu verlässlichen Hochrechnungen führt. Die ÖFS dient grundsätzlich dazu, bundes-
weite Werte (oder Werte für einen größeren Aussageraum) zu schätzen (per mathematischer
Hochrechnung und nicht per Interpolation oder per Übertragung auf benachbarte oder „ähnli-
che" Räume). So kann z.B. aus der Heckenlänge in insgesamt 1.000 Stichprobenflächen die
Gesamtheckenlänge in Deutschland hochgerechnet werden, oder es kann aus der Zählung
der Vogelarten in den Quadratkilometern der gesamtdeutsche Mittelwert für die „Anzahl der
Vogelarten pro Quadratkilometer" geschätzt werden. Nicht legitim wäre es dagegen, etwa die
Gesamtartenzahl der Vögel in Deutschland aus den Stichproben zu berechnen.
3.3.5 Anwendungsbeispiele für die ÖFS Zwar wurden bisher weder Ebene I noch Ebene II der ÖFS bundesweit umgesetzt, für Blü-
tenpflanzen und Brutvögel liegen jedoch bereits auf Bundesland-Ebene Ergebnisse vor, die
sich konzeptionell auf die ÖFS beziehen.
Eine Pilotstudie aus Berlin, Brandenburg und Thüringen (s. Dröschmeister 2001) ermittelte
für Blütenpflanzen in den Biotoptypen Intensivgrünland und angrenzendem Saum jeweils
32
Artenzahlen, Stickstoff- und Magerkeitszeiger. Die Messwerte zu diesen Parametern zeigten
nur geringe Unterschiede zwischen beiden Biotoptypen und damit die hohe Belastungssitua-
tion mit Nährstoffen in Säumen, die damit für Pflanzenarten in einer Intensivlandschaft keine
Rückzugsfunktion mehr übernehmen. Ein generell hohes Nährstoffniveau von Säumen zeig-
te auch das landesweite Landschaftsmonitoring in Nordrhein-Westfalen auf der Basis der
ÖFS (König 2003).
Daten zur Avifauna wurden in einem landesweiten Landschaftsmonitoring in Nordrhein-
Westfalen erhoben, das seit 1997 auf der Grundlage der ÖFS durchgeführt wird (König
1999). Die Erfassungen erfolgten mit Hilfe der Revierkartierung (Bibby et al. 1995) in 1 km2
(= 100 ha). Einige Ergebnisse zeigen Zusammenhänge zwischen dem Zustand von Land-
schaften und Mustern, die sich in Ebene II abspielen. Sie demonstrieren zudem, dass die
ÖFS die Datenqalität erheblich verbessern kann und anregend auf die wissenschaftliche
Forschung wirkt (König 2003):
1. Flächengröße und Habitatqualität. Hinsichtlich der Flächengröße von Acker- und Grün-
landschlägen traten Unterschiede im Besiedlungsmuster von Vögeln auf. Kleine Flächen
sind z.B. für die Feldlerche (Alauda arvensis) bedeutsam.
2. Bedeutung linearer Elemente in der Landschaft. Wirtschaftswege, die wenig frequen-
tiert und lückig mit Vegetation bestanden sind, können wertvolle Biotope für Insekten,
z.B. Sandlaufkäfer (Cicindela spp.) darstellen.
3. Bedeutung von Ackerflächen für bedrohte Arten. In den Jahren 1997-99 brüteten
mehr als 82% des Kiebitz (Vanellus vanellus) in Äckern, wobei besonders Maisäcker eine
große Rolle spielten.
4. Korrektur bisheriger Schätzungen. Das Monitoring zeigte teils nur geringe Überein-
stimmungen der Vogelbrutbestände mit anderen Schätzungen aus Nordrhein-Westfalen.
Die Zahlen aus dem Monitoring waren weit höher, da weit mehr Arten in der Normalland-
schaft brüten als angenommen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, Veränderungen in
Schutzgebieten zu denen in der Normallandschaft in Beziehung zu setzen.
5. Neue Einsichten über Schlüsselfaktoren für Arten. Bei der Brutvogelerfassung erwies
sich die Qualität der Nahrungshabitate als besonders wichtig und übertraf teilweise die
Bedeutung von Strukturen für die Habitatqualität. So ging z.B. der Neuntöter (Lanius col-
lurio) trotz hoher Präsenz von Sträuchern zurück, da infolge der Intensivnutzung der
Landschaft Großinsekten fehlten (König 1999).
Die indikatorische Funktion von Vögeln wurde besonders bei der Transformation von Arten-
listen in funktionelle Gruppen deutlich. Die Gilde der „Magergraslandnutzer", d.h. von Arten,
die wenig gedüngtes Grünland besiedelt, zeigte z.B. die Nutzungsintensität in der Landschaft
besonders gut an (König 1999).
33
3.4 Biodiversitätsmonitoring in anderen Ländern In mehreren Ländern sind bereits Biodiversitätsmonitoring-Programme etabliert, z.B. in
Schweden, den Niederlanden oder den Vereinigten Staaten. Einige konzeptionelle Aspekte
der Programme aus Großbritannien und der Schweiz werden im Folgenden exemplarisch
herausgegriffen und Ergebnisse schlaglichtartig dargestellt.
3.4.1 CountrySide Survey in Großbritannien Das Konzept der ÖFS stützt sich in wesentlichen Punkten auf den CountrySide Survey in
Großbritannien, der bereits seit 1978 läuft. Dieses britische Biodiversitätsmonitoring fußt wie
die ÖFS auf Zufallsstichproben von je 1 km2 Größe, die über das gesamte Land verteilt sind
und unterscheidet ebenfalls nach Ebene I (Landschafts- und Biotoperfassung) und Ebene II
(ausgewählte Indikatorarten). Die Geländearbeiten finden in sieben thematischen Modulen
statt, zu denen z.B. Süßwasserlebensräume, Schlüsselhabitate der Agrarlandschaft oder die
Bodenqualität gehören.
Die ersten Aufnahmen seit 1978 wurden durch Erhebungen in 1984, 1990 und 1998/99 er-
gänzt, so dass bis heute eine Zeitreihe von mehr als 20 Jahren vorliegt. In den Berichten des
CountrySide Survey von 2000 werden die umfangreichen Erhebungen zur Fauna der Öffent-
lichkeit zugänglich gemacht.
Anhand von 139 häufigeren Brutvogelarten zeigte sich z.B., dass besonders die Offenlandar-
ten von Anfang der 1970er Jahre bis 1996 stark zurückgingen (DoE 1998). Beim Süßwasser-
Monitoring geben Makro-Invertebraten („Würmer", Schnecken, Krebse, Stein- und Eintags-
fliegen und andere Insekten) Auskunft über die biologische Qualität. Von 1990 bis 1998 trat
eine generelle Verbesserung der biologischen Situation in allen sechs untersuchten Gewäs-
serzonen ein - indiziert durch einen Anstieg der Biodiversität (Zunahme des Taxa-Reichtums
von ø 16.5 Taxa in 1990 auf ø 24.3 Taxa in 1998). Allerdings konnten im Rahmen dieses
Monitorings Ursache-Wirkungsbeziehungen nicht hinreichend geklärt werden. Als Ursachen
für die verbesserte Qualität der Gewässer bieten sich vielmehr erst Anhaltspunkte an wie
z.B. Unterschiede im Fließverhalten der Gewässer, verbesserte Wasserqualität, Rückgang
der Verschmutzung und Zunahme vegetationsbewachsener Gewässerstreifen, die als Puf-
ferzonen fungieren (CountrySide Survey 2000).
3.4.2 Biodiversitätsmonitoring (BDM) in der Schweiz Grundlage für das Biodiversitätsmonitoring (BDM) in der Schweiz, das seit 2001 praktiziert
wird, ist das PSR-Modell (s. Kap. 1.5). Ein Set von 32 Indikatoren wird in Zustands-, Einfluss-
oder Maßnahmenindikatoren eingeteilt. Die Biodiversität fungiert im BDM der Schweiz dabei
als Zustandsindikator und wird in Form von α-, β- sowie γ-Diversität (s. Kap. 4.1.) gemessen
(vgl. Hintermann et al. 2002).
34
Beim BDM wurden zunächst Gefäßpflanzen und Brutvögel, später auch Tagfalter bearbeitet.
Die insgesamt 500 Stichprobenflächen werden durch jährliche Erhebungen in je 100 Flächen
bearbeitet, so dass in einem Zeitraum von fünf Jahren alle Probeflächen untersucht werden.
Wie im CountrySide Survey von Großbritannien wurden im BDM der Schweiz einige Arten-
gruppen erst während des bereits laufenden Monitoring ergänzend aufgenommen wie die
Tagfalter. Einige Ergebnisse zu dieser Tiergruppe seien exemplarisch genannt:
1. Quantitative Bilanz der häufigsten Arten. Erstmals konnten die 15 häufigsten Arten
quantifiziert und Vorkommensschwerpunkte regional differenziert werden.
2. Einfluss von Extremjahren auf die Biodiversität. Der besonders warme Sommer in
2003 hat Wanderfalter aus dem Mittelmeergebiet wie den Distelfalter (Cynthia cardui)
stark begünstigt.
3. Unerwartetes Auftreten von Raritäten. Der Alpenperlmuttfalter (Clossiana thore), eine
selten nachgewiesene Art, trat z.B. überraschenderweise in vier Untersuchungsflächen
auf.
3.5 Resumee Für ein GVO-Monitoring bietet das Konzept der ÖFS bzw. seine Umsetzung einen idealen
Rahmen. Wichtige Prüfpunkte, die mit der Biodiversität und dauerhaft umweltgerechten
Landwirtschaft in Zusammenhang stehen könnten darin umgesetzt werden: Ebene I der ÖFS
ermöglicht es, flächenhafte Veränderungen infolge des GVO-Anbaus festzumachen, Ebene
II, um räumlich feinskalige bzw. auf Organismen begrenzte Effekte zu erkennen.
Wie bisherige Testläufe zur ÖFS sowie das Biodiversitätsmonitoring in anderen Ländern ge-
zeigt haben, ergibt sich eine große Fülle von Daten und Ergebnissen, die potenziell für die
Beobachtung von GVO-Effekten geeignet sind. Im Folgenden befassen wir uns mit bereits
vorliegenden Ansätzen zur Umsetzung des GVO-Monitorings und prüfen in welchem Umfang
bzw. über welche Erweiterungen sich diese im Rahmen der ÖFS umsetzen lassen.
4 Umsetzung des GVO-Monitoring Die bestehenden Konzepte des GVO-Monitoring stellen einen wichtigen ersten Schritt zum
GVO-Monitoring dar. Bis zur tatsächlichen Etablierung einer Umweltbeobachtung von mögli-
chen GVO-Wirkungen sind jedoch eine Reihe weiterer Schritte notwendig, die wir hier unter
dem Begriff „Umsetzung des GVO-Monitoring“ fassen. Im ersten Teil dieses Kapitels be-
schreiben wir diese weiteren Schritte und dokumentieren den gegenwärtigen Stand der Um-
setzung. Der zweite Teil des Kapitels beschäftigt sich mit der Eignung der Ökologischen Flä-
chenstichprobe (ÖFS, Kap. 3.3) als Umsetzungsrahmen für ein GVO-Monitoring. Es werden
GVO-Prüfpunkte identifiziert, deren Umsetzung im Rahmen des bestehenden ÖFS-Konzepts
einschließlich spezifischer Erweiterungen erfolgen könnte. Ein Teil der GVO-Prüfpunkte
35
könnte über spezifische Ergänzungen der ÖFS zur Umsetzung des GVO-Monitoring beitra-
gen. Das aus zahlreichen Umsetzungsmodulen (nach dem "Baukastenprinzip") bestehende
Gesamtkonzept wird im dritten Teil ausführlich beschrieben. Das Kapitel schließt mit einer
Beschreibung möglicher Synergien zwischen der Umsetzung der ÖFS mit GVO-
Erweiterungen und weiteren Pflichten zum Biodiversitätsmonitoring im Rahmen des FFH-
Monitoring.
4.1 Stand der Umsetzung eines GVO-Monitoring Die verfügbaren Konzepte des GVO-Monitoring münden in den entscheidenden ersten
Schritt eines Monitoring: der Ableitung und Entwicklung einer Liste von GVO-Prüfpunkten.
Kap. 2 gibt einen Überblick über die Punkte, die für vier prototypische GVO geprüft werden
müssen. Ungeachtet der Tatsache, dass das Verfahren zur Ableitung der Prüfpunkte selbst
noch weiter optimiert werden könnte, wird die resultierende Liste der Prüfpunkte als umfas-
send und vor dem Hintergrund des derzeitigen Wissenstandes vollständig angesehen. Der
nächste Schritt zum GVO-Monitoring besteht darin, geeignete Parameter in Form von Erhe-
bungsgegenstand, Messgröße und Erhebungsmethode auszuwählen. Insgesamt sind für
jeden Prüfpunkt folgende Aspekte relevant:
1. Parameter (Erhebungsgegenstand und Messgröße),
2. Methode (definiertes Vorgehen, Standardisierung),
3. Erhebungsdesign (Ansatz: z.B. Beobachtungsmessnetz oder Variantenvergleich (z.B.
zwischen GVO nicht GVO), räumliche Repräsentanz und statistische Aussagekraft),
4. Messnetz (Organisation, Personal),
5. Auswertung (Statistik und Repräsentanz) und
6. Bewertung (Relevanz der Ergebnisse im Bezug auf mögliche GVO-Wirkungen, die Not-
wendigkeit weiterer Untersuchungen oder einer Modifikation der Erhebung).
Der Erfahrungshintergrund, vor dem diese Umsetzungsschritte erfolgen, ist für die verschie-
denen Prüfpunkte gegenwärtig unterschiedlich weit entwickelt. Für Prüfpunkte zur Transgen-
verbreitung und damit zur Charakterisierung der Belastungssituation ist der Erhebungsge-
genstand „Nachweis von Transgenen“ relativ eindeutig. Die Entwicklungsaufgabe besteht
darin, die Beprobung von verschiedenen Medien in den Raum- und Zeitbezügen so zu opti-
mieren, dass mit geringem Aufwand ein aussagekräftiges Bild über Verbreitungswege und -
frequenzen generiert werden kann. Einige Parameter und Methoden werden bereits im klei-
neren Rahmen erprobt.
Dagegen steht die Entwicklung insbesondere der biotischen Wirkparameter noch weitgehend
am Anfang. Die Schwierigkeiten bestehen aber auch hier nicht primär darin, grundsätzlich
geeignete Arten oder Artengruppen als Erhebungsgegenstände zu identifizieren. Vielmehr ist
das eigentliche Problem, dass biotische Parameter naturgemäß einer großen räumlichen
36
und zeitlichen Variabilität unterliegen und verschiedenen anthropogenen Einflüssen ausge-
setzt sind. Neben geeigneten Erhebungsgrößen und -methoden muss insbesondere der
notwendige Erhebungsumfang erprobt werden. Dieser steht jeweils in engem Zusammen-
hang mit der Messgröße, der Erhebungsmethode und dem Erhebungsdesign. Der Erhe-
bungsumfang muss idealer weise so groß sein, dass eine statistisch abgesicherte Auswer-
tung der Messergebnisse hinsichtlich relevanter Unterschiede sowie Veränderungen oder
Abweichungen von Grenzwerten erfolgen kann. In diesem Zusammenhang stellen die Er-
gebnisse und Erfahrungen der Farm Scale Evaluation in Großbritannien (Kap. 1.4) und des
Biodiversitätsmonitoring (Kap. 3) einen wertvollen Erfahrungsschatz dar.
Im Folgenden charakterisieren wir den Status-quo der Umsetzung des GVO-Monitoring an-
hand der genannten Aspekte. Dabei beziehen wir uns auf vorhandene Monitoringkonzepte:
auf das GVO-Monitoring von Züghart & Breckling (2003), zum anbaubegleitenden GVO-
Monitoring der BBA (2000) sowie auf bestehende Umsetzungskonzepte der Ad hoc - AG
(2004) und des MUNLV Nordrhein-Westfalen (2003).
4.1.1 Erste Konkretisierungen des Konzepts von Züghart & Breckling (2003) Im Konzept von Züghart & Breckling (2003) werden für alle genannten Prüfpunkte des GVO-
Monitoring bereits Erhebungsparameter und Methoden vorgeschlagen. Dabei werden auch
der Raumbezug und die notwendigen Erhebungsfrequenzen spezifiziert. Das Werk wird ab-
gerundet durch eine umfangreiche Darstellung bereits bestehender Untersuchungspro-
gramme und Messnetze. Es identifiziert eine Reihe von Beobachtungsprogrammen, deren
Erhebungsparameter hinsichtlich einer Eignung für das GVO-Monitorig zu prüfen sind bzw.
die sich für eine Einbindung von Erhebungsparametern des GVO-Monitoring potenziell eig-
nen. Damit liegt eine umfangreiche Datenbasis für die Umsetzung des GVO-Monitoring vor.
Insgesamt zeigt sich bereits in diesem Stadium, dass nicht alle Parameter mit einem einheit-
lichen Untersuchungsdesign erhoben werden können: Zum einen müssen unterschiedliche
Raumbezüge berücksichtigt werden, zum anderen variieren die Probenahmefrequenzen und
die Beprobungszeiträume. Darüber hinaus zeigt sich, dass zwar für viele der genannten Er-
hebungsmethoden wissenschaftliche Methodennachweise vorhanden sind, eine Standardi-
sierung (z.B. nach DIN- oder VDI-Norm) bisher jedoch in den wenigsten Fällen erreicht wur-
de.
Das BfN hat inzwischen über verschiedene F&E-Vorhaben begonnen, die Umsetzung des
Konzepts von Züghart & Breckling (2003) voranzutreiben. Hilbeck & Meier (in Vorb.) wandten
verschiedene Verfahren an, um Parameter und Messmethoden für das GVO-Monitoring aus-
zuwählen und ihre Eignung zu beurteilen. In dieser Studie wurde eine Liste von Tierarten
erstellt, die sich jeweils für ein kulturartenspezifisches sowie ein kulturartenunspezifisches
GVO-Monitoring eignen. Die darin genannten 42 Arten rekrutieren sich aus den Gruppen der
37
Insekten, Vögel und Säugetiere. Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass sich die Erhebung
der Tagfalter als Artengruppe sowie des Kleinen Perlmuttfalter (Issoria lathonia), zweier
Rüsselkäferarten Ceutorhynchus napi und C. assimilis und der Waldmaus (Apodemus sylva-
ticus) in besonderer Weise für ein GVO-Monitoring eignen.
In einem weiteren Vorhaben wurde die Umsetzung dieser vier Parameter von Hintermann &
Weber (2004) konkretisiert. Zunächst wurde der Raumbezug der Parameter dahingehend
spezifiziert, dass Rüsselkäfer und Waldmaus in Ackerbiotopen, Tagfalter und Kleiner Perl-
muttfalter hingegen über alle Bodenbedeckungstypen zu erheben sind. Die Abschätzung des
notwendigen Stichprobenumfangs orientiert sich an der genauen Auswahl der Messgröße,
der Erhebungsmethode und einer Zielvorgabe für die Aussagesicherheit. Darüber hinaus
wurde eine Kostenabschätzung für eine Erhebung der Parameter im Rahmen der Ebene II
der ÖFS (Kap. 3.3.2.2) vorgenommen. Im Rahmen des Projekts „Biotische Wirkungsakku-
mulatoren und Erhebungsmethoden für ein GVO-Monitoring (Phase 2)“ wird in 2005 damit
begonnen, die vier Parameter einem Praxistest zu unterziehen.
4.1.2 Konzept der Biologischen Bundesanstalt (BBA) Auch das Eckpunktepapier „Anbaubegleitendes Monitoring gentechnisch veränderter Kultur-
pflanzen – Erfassung und Auswirkungen auf das Agrarökosystem“ (BBA 2000) führt Konkre-
tisierungen hinsichtlich einer zukünftigen praktischen Durchführung und Organisation an. Die
Anlage von „Dauersystemversuchen auf Praxisschlägen“ soll die erforderlichen praxisrele-
vanten Ergebnisse liefern. Die Beobachtung der GVO-Wirkungen soll in Einzelbetrieben auf
typischen Standorten und mit typischen Anbaufolgen und Anbauverfahren stattfinden. Dazu
ist vorgesehen, GVO-Sorten auf Teilschlägen in direktem Vergleich mit Nicht-GVO-Sorten
anzubauen. In dem Konzept wird eine Liste von 8 Parametern zur Erfassung möglicher
Langzeitwirkungen auf Agrarökosysteme vorgeschlagen. Es wird empfohlen, im Rahmen von
Freisetzungsversuchen den vollständigen Parametersatz zu erheben. Für das anbaubeglei-
tende Monitoring soll der Untersuchungsumfang auf sechs Parameter reduziert werden. Fünf
Parameter sehen die Erhebung potenzieller Veränderungen im Auftreten von Schaderregern
einschließlich Unkräutern sowie die Wirkung von gängigen Pflanzenschutzmitteln vor und
bewegen sich damit in den Kernkompetenzen der routinemäßigen Erfassungen durch die
amtlichen Pflanzenschutzdienste. Entsprechend schlagen die AutorInnen vor, die Erfahrung
und Methodik der Pflanzenschutzdienste an den Messstandorten für ein GVO-Monitoring
routinemäßig zu nutzen. Nach unserer Auffassung sollte dabei die Methodik um eine Über-
wachung der Entstehung von Resistenzen erweitert werden.
Das BBA-Konzept geht auch auf die Möglichkeit ein, bodenbiologische Langzeitmessungen
einzubeziehen. Dazu können die Referenzstandorte des anbaubegleitenden GVO-Monitoring
in das bereits bestehende Raster der Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) integriert wer-
38
den. Für die Einbeziehung der Flora als Indikatorsystem - insbesondere von Artenerfassun-
gen außerhalb von Anbauflächen - verweist BBA (2000) auf das bereits angesprochene
Konzept der BL/AG (Kapitel 2.2). Eine weitere Konkretisierung des anbaubegleitenden Moni-
toring ist im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts „Methodenentwicklung für ein anbaubeglei-
tendes Monitoring von GVP im Agrarökosystem“ bis 2004 vorgesehen.
4.1.3 Umsetzungskonzepte der Ad hoc - AG und des MUNLV in Nordrhein-Westfalen Zwei weitere Umsetzungskonzepte für ein GVO-Monitoring befassen sich schwerpunktmäßig
mit praktischen Aspekten. Beide Konzepte stützen sich auf eine Umsetzung von Anteilen
eines GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS und beziehen sich dabei auf die Basisvariante
der ÖFS, die folgende Parameter berücksichtigt:
1. der Biotoptypen (Ebene I der ÖFS),
2. der Flora (Ebene II der ÖFS),
3. der Brutvogelfauna (Ebene II der ÖFS)
Als GVO-spezifische Erweiterung sehen beide Konzepte die Erfassung der Ausbreitung von
Transgenen auskreuzungsfähiger GVO oder der transgenen Kulturart selbst vor.
Das Konzept der Ad hoc – „Arbeitsgruppe Naturschutz und Gentechnik“ der LANA, LAG
und der Bund-Länder AG „Monitoring von Umweltwirkungen gentechnisch veränderter Pflan-
zen“ (Ad hoc – AG 2004) nennt sich „Biodiversitätsmonitoring mittels Ökologischer Flächen-
stichprobe (ÖFS)“ und soll auch die Einflüsse von GVO auf die Biodiversität überwachen.
Die Darstellungen in der Fassung vom 17. Juni 2004 (Ad hoc – AG 2004) konzentrieren sich
auf eine Kostenabschätzung und Einsparmöglichkeiten. Auf die in früheren Konzeptentwür-
fen vorgesehene Erhebung weiterer faunistischer Parameter wird nicht mehr eingegangen.
Methoden und Stichprobenumfang orientieren sich implizit an entsprechenden Planungen für
die ÖFS, Ebene II (Statistisches Bundesamt & Bundesamt für Naturschutz 2000). Es wird
vorgeschlagen, die Ersterfassung als Modellvorhaben des Bundesamts für Naturschutz (BfN)
durchzuführen. Anschließend sollten die Bundesländer die notwendigen Folgeerfassungen
auf eigene Kosten fortführen. Eine Erhebung der Brutvögel wurde 2004 begonnen. Sie wur-
de im Startjahr deutschlandweit auf insgesamt ca. 50% der Stichprobenflächen der ÖFS
durchgeführt (siehe auch Kap. 4.3.2.3).
Das so genannte „Handlungskonzept für ein Monitoring von gentechnisch veränderten
Pflanzen im Rahmen der ÖFS-NRW“ des Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Land-
wirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (MUNLV-NRW 2003) geht auf me-
thodische Details ein, die in Tab. 5 dargestellt sind. Das Handlungskonzept sattelt auf dem
seit 1997 in NRW landesweit durchgeführten Biomonitoring auf 170 ÖFS-Flächen und 25
Referenzflächen in Naturschutzgebieten bzw. vorgeschlagenen FFH- oder Vogelschutzge-
bieten (s. Kap. 4). Das Konzept beinhaltet die Erfassung von Biotop- und Strukturtypen, aller
39
Brutvogelarten innerhalb einer ÖFS-Stichprobenfläche, sowie die halbquantitative Erfassung
der Flora in verschiedenen Biotoptypen.
Neben der GVO-spezifischen Erweiterung um ein Transgenscreening in GVO-Kulturarten
und Kreuzungspartnern enthält das Konzept methodische Erweiterungen. Diese sehen ins-
besondere eine Fokussierung der floristischen Erhebungen auf GVO-Kulturarten und mögli-
che Kreuzungspartner vor. Im Sinne einer Früherkennung von GVO-Wirkungen soll das
Messnetz in GVO-Anbaugebieten weiter verdichtet werden. Eine Möglichkeit, den Kosten-
aufwand zu minimieren wird darin gesehen, intensivere Erhebungen von GVO-Parametern
ausschließlich auf potenzielle Hauptanbaugebiete zu begrenzen.
Tab. 5: Parameter und Methoden des Handlungskonzepts für ein Monitoring von GVO, Nord-rhein-Westfalen (MUNLV-NRW 2003)
(Abkürzung: PCR Polymerase Chain Reaction, eine molekulargenetische Nachweismethode) Parameter Methode Messnetz, Raumbezug, Frequenz
Qualitative PCR einer Mischpro-be* (siehe II.) Stufe1: Transgene ja/nein Stufe 2: wenn ja, dann getrennte Erhebung nach Zielar-ten und Populationen (Fundor-ten)
jährlich gestaffelte Beprobung der 170 + 25 ÖFS-Stichprobenflächen (ggf. nur auf 10 ÖFS-Flächen in Hauptanbaugebieten)
1.000 Samen Acker
Molekularer Nachweis von Transgenen in Raps, Zuckerrü-ben und Kreu-zungspartnern
100 Blattproben flächenhaft Floristische Kartie-rung von Gefäß-pflanzen, Kulturar-ten und Kreu-zungspartnern
I.) halbquantitative Vegetations-aufnahme** mit den um Zielar-ten erweiterten Aufnahmelisten II.) Identifikation und. Beobach-tung von allen Populationen der Zielarten*** (ggf. nur auf ÖFS-Flächen in Hauptanbaugebieten)
s.o., Frequenz alle 5 Jahre, im Falle von GVO-Anbau Erhöhung der Frequenz (Früh-jahr und Sommer)
* Das Probenahmeprotokoll ist erhältlich beim Staatlichen Veterinäruntersuchungsamt Krefeld (E-Mail: naumann@svua-krefeld.nrw.de) ** Artenspektrum, Deckungsgrad nach 8-stufiger Schätzskala des LÖBF, Nordrhein-Westfalen *** in dem Konzept ist eine Liste von zu bearbeitenden Artengruppen gegeben Die Erhebungsmethodik wurde auf 10 ÖFS-Flächen in potenziellen Hauptanbaugebieten in
2004 erstmals praktisch erprobt. Neben der flächendeckenden Erhebung zum Vorkommen
von Wild- und Durchwuchsraps sowie potenziellen Kreuzungspartnern von Raps wurden von
Populationen außerhalb der Anbauflächen Pflanzenproben entnommen. In das Transgen-
Screeningprogramm wurde eine Beprobung von Pollensammlern und Honig aufgenommen.
Die Ergebnisse, die im Februar 2005 erstmals vorgestellt wurden, ergaben Hinweise auf das
Vorhandensein von Transgenen in allen drei untersuchten Medien (mündl. Mittlg. Frau Fiebig
MUNLV-NRW).
40
4.2 Ökologische Flächenstichprobe und GVO-Monitoring In diesem Kapitel bringen wir die Anforderungen an ein GVO-Monitoring in Zusammenhang
mit dem Untersuchungsansatz und den Zielen der ÖFS als Biodiversitätsmonitoring. Im ers-
ten Teil beschäftigen wir uns mit den Kriterien für eine Umsetzbarkeit des GVO-Monitoring
im Rahmen der ÖFS. Als Ergebnis nennen wir in einem zweiten Teil die Prüfpunkte des
GVO-Monitoring, welche grundsätzlich im Rahmen der ÖFS abgedeckt werden können so-
wie die Prüfpunke, welche in anderen Erhebungszusammenhängen erfasst werden sollten.
Ergänzt wird diese Aufstellung durch einen kurzen Überblick, welche der genannten Prüf-
punkte in bestehenden Umsetzungen oder Umsetzungskonzepten bereits berücksichtigt
werden. Mit dem Ziel, die Umsetzung weiterer Prüfpunkte im Rahmen der ÖFS zu konkreti-
sieren, beschäftigt sich ein dritter Teil des Kapitels mit der Auswahl geeigneter Parameter für
diese Prüfpunkte.
4.2.1 Umsetzbarkeit des GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS Mögliche GVO-Wirkungen berühren ein Spektrum von Problembereichen im Rahmen des
Erhalts der Biodiversität und einer nachhaltigen Landwirtschaft die auch in dem geplanten
Messnetz der ÖFS beobachtet werden sollen. Die Umsetzungskonzepte der Ad hoc – AG
und das Handlungskonzept aus Nordrhein-Westfalen basieren bereits auf einer Verknüpfung
von GVO-Monitoring und ÖFS und decken zusammen mit den GVO-spezifischen Erweite-
rungen der ÖFS einige GVO-Prüfpunkte ab. Im Folgenden untersuchen wir, welche weiteren
Prüfpunkte des GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS bearbeitet werden können. Als Grund-
lage dazu dient das GVO-Monitoringkonzept von Züghart & Breckling (2003).
Zunächst sind einige Aspekte zu den Raumbezügen, der Erhebungsfrequenz, den Stichpro-
benumfängen und der Parameterwahl zu klären. Die Prüfpunkte des Monitoringkonzepts
beziehen sich auf verschiedene Raumeinheiten, die von einzelnen Ackerflächen bis zu gro-
ßen Landschaftsausschnitten reichen. Hinsichtlich der Raumbezüge und Erhebungsfrequen-
zen zwischen ÖFS und GVO-Monitoring ergeben sich folgende Möglichkeiten und Ein-
schränkungen:
1. Das Messnetz der ÖFS ermöglicht die Erhebung einer flächenrepräsentativen „ba-seline" für GVO-Parameter. Der repräsentative Erhebungsrahmen der ÖFS ermöglicht
die Beschreibung des Umweltzustandes über entsprechende biotische oder strukturelle
Parameter in ihrer flächenhaften Relevanz. Dabei ist es essentiell, mit den Datenerhe-
bungen zu beginnen, bevor GVO-Anbau stattfindet, um den status quo ante zu dokumen-
tieren. Für ein GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS bezieht sich die „baseline“ auf die
nationale Ebene, wobei für einige Parameter flächendeckende Aussagen (im gesamten
Spektrum an Biotoptypen), für andere Parameter jedoch lediglich Aussagen zu bestimm-
ten Landnutzungsformen (z.B. Acker) gemacht werden können.
41
2. Die ÖFS deckt eine ausreichend große Zahl von Ackerflächen ab. Viele Hypothesen
des Konzepts von Züghart & Breckling (2003) beziehen sich auf Ackerflächen bzw. A-
ckerränder und deren Umgebung. Die ÖFS-Stichprobenflächen decken eine Bandbreite
von Ackerbiotopen in Deutschland ab, da alle Naturräume (inklusive der Hauptanbauge-
biete) in die Stichprobenauswahl aufgenommen werden. Nach einer vorläufigen Ab-
schätzung sind auf 735 der 1.000 gezogenen Stichprobenflächen der ÖFS auch Acker-
flächen vorhanden. 394 der 1.000 Flächen weisen eine Bedeckung mit Ackerflächen von
mehr als 30% auf (Hintermann & Weber 2004). Der Anteil der Kulturarten Raps, Mais,
Zuckerrübe und Kartoffel ist allerdings von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich.
3. Eine Beobachtung von Ackerbiotopen im Rahmen der ÖFS kann nur kulturarte-nunspezifische Parameter vorsehen. Grundsätzlich sind ausreichend Stichproben aus
dem Biotoptyp Acker für die ÖFS selektiert, um auch biotische Parameter zu erfassen,
die ausschließlich an bestimmten Kulturarten beobachtbar sind (z.B. Rapsglanzkäfer
[Meligethes aeneus] an Rapsblüten). Eine kulturartenbezogene Auswertung ist allerdings
in der Konzeption der ÖFS nicht vorgesehen. Das Beprobungsdesign behandelt alle A-
ckerbiotope gleich, unabhängig von den jeweils vorliegenden Feldfrüchten. Die Erhebun-
gen selbst werden unabhängig von der Ackernutzung immer in demselben Raumaus-
schnitt durchgeführt. Entsprechend wird die genaue Lage der Erhebungsplots nach flä-
chen-repräsentativen Gesichtspunkten vorab festgelegt und in Kartenwerken festgehal-
ten. Sie wird nicht den zum jeweiligen Beprobungstermin vor Ort tätig werdenden Bear-
beiterInnen überlassen. Für das GVO-Monitoring im Rahmen der ÖFS bedeutet dies eine
wichtige Einschränkung: Da die Feldfrüchte auf Grund der Fruchtfolgen in den fixierten
Probestellen wechseln, können nur Parameter berücksichtigt werden, die an möglichst
vielen Feldfrüchten aussagekräftige Daten liefern - die Parameter müssen also kulturar-
tenunspezifisch sein. Für die Erhebung von kulturartenspezifischen Parametern müsste
vom ÖFS-Beprobungsschema abgewichen werden.
4. Referenzmessung zu kulturartenspezifischen Erhebungen im GVO-Anbau: Durch
den repräsentativen Erhebungsrahmen können Erhebungen im Rahmen der ÖFS
zugleich als Referenzmessungen für Kurzzeit-Untersuchungen bzw. für Kausalanalysen
in GVO-Anbaugebieten genutzt werden. Wie unter Punkt 3 dargestellt, können auf A-
ckerbiotopen im Rahmen der ÖFS nur GVO-Parameter erhoben werden, die kulturarte-
nunspezifisch aussagekräftig sind. Mit dieser Einschränkung sind Erhebungen der ÖFS
direkt als Referenzmessungen zu Erhebungen im GVO-Anbau nutzbar. Darüber hinaus
ist es möglich, auf ÖFS-Stichprobenflächen zusätzliche temporäre oder dauerhafte Mes-
sungen durchzuführen, um den repräsentativen Rahmen der ÖFS für weitere z.B. kultur-
artenspezifische Parameter nutzen zu können. Die entsprechenden Erhebungen in GVO-
42
Anbaugebieten sollten dann - aus Gründen der besseren Vergleichbarkeit - methodisch
auf dem Mindeststandard der ÖFS aufbauen.
5. GVO-Prüfpunkte müssen sich im 5-Jahresintervall der ÖFS sinnvoll erheben las-sen. Im Konzept von Züghart & Breckling (2003) wird eine jährliche, teils sogar zweimal
jährliche Erhebungsfrequenz für die Parameter vorgeschlagen, die somit erheblich über
dem 5-jährig gestaffelten Beprobungsrhythmus der ÖFS liegt. Die Umsetzung von GVO-
Prüfpunkten durch die ÖFS setzt also Parameter voraus, die auch in mehrjährigen Ab-
ständen interpretierbare Daten liefern. Auch hier gilt, dass auf den Stichprobenflächen im
Rahmen anderer Messprogramme temporär oder dauerhaft höherfrequente Erhebungen
stattfinden können.
4.2.2 GVO-Prüfpunkte Der überwiegende Anteil der Prüfpunkte des GVO-Monitoring von vier prototypischen GVO
(Züghart & Breckling 2003) kann grundsätzlich im Rahmen einer entsprechend erweiterten
ÖFS abgedeckt werden. Die Prüfpunkte sind in Tab. 6 aufgelistet und den Schutzzielen und
Problembereichen zugeordnet. Belastungen ordnen wir - wie in dem Entwurf der Gentechnik-
Beobachtungsverordnung – GenTGBeobV (Stand 17. Sept. 2005) - dem Ziel „Schutz der
Umwelt“ zu. Viele der möglichen GVO-Wirkungen lassen sich den Schutzzielen „Erhalt der
Biodiversität" und „Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft" zuordnen. Tab. 7 zeigt die
Prüfpunkte, die inhaltlich und auf Grund ihrer Erfassungscharakteristik in anderen Messnet-
zen und Beobachtungszusammenhängen überwacht werden sollten. Dazu zählen auch wei-
tere Belastungen, wie z.B. „Verbreitung von GVO-Anbau“ oder „Transgene und –
kombinationen in Saatgut“. Die hier eingeordneten Prüfpunkte möglicher GVO-Wirkungen
zielen u.a. auf die Einhaltung weiterer Schutzziele, wie „Schutz der menschlichen Gesund-
heit" oder berühren technische und andere Aspekte des Schutzziels „Sicherung einer nach-
haltigen Landwirtschaft“, wie „Pflanzenschutz" und „Erhalt der Sortenvielfalt“.
Insgesamt zeigt sich, dass im Rahmen der ÖFS eine ganze Reihe wichtiger Komponenten
des Konzepts von Züghart & Breckling (2003) sowie anderer Konzepte umgesetzt werden
können. Bei der Auswahl von Parametern für Prüfpunkte des GVO-Monitoring muss be-
stimmten Anforderungen Rechnung getragen werden, die das ÖFS-Messnetz und der ge-
plante Erhebungsumfang vorgeben. Einschränkungen im Umsetzungsumfang des GVO-
Monitoringkonzepts ergeben sich eher aus Gründen der grundsätzlichen Erfassungscharak-
teristik (z.B. Sortenvielfalt, Allergieregister) als aus technischen Gründen (z.B. bei Oligopha-
gen an spezifischen Kulturarten).
43
Tab. 6: Mögliche GVO-Wirkungen, die grundsätzlich im Rahmen einer entsprechend erweiter-ten ÖFS geprüft werden können
Die Nennungen der Schutzziele wurden für eine bessere Übersichtlichkeit z.T. abgekürzt, „Biodiv. nachh. Landw.“ steht für „Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft, Erhalt der Biodiversität“, „Ge-wässer“ steht für „Schutz der Gewässerfunktionen, Erhalt der Biodiversität“
Methodische Hinweise
Schu
tz-
ziel
e Problem-bereich
Prüfpunkte
Spezifikationen Raumbezug
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in
- Kulturpflanzen - Kreuzungspartnern - Pollen
Kreuzungspartner von Raps und Zuckerrüben
flächenhaft
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen im Boden Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden im Boden
B.t.-Toxin und Herbi-zid/Metabolite
Acker, Acker-rain
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in Sedimenten Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern
B.t.-Toxin und Herbi-zid/Metabolite
Ober-flächen-ge-wässer
Schu
tz d
er U
mw
elt
Basisdaten Belastungs-situation
Landschaftsstrukturelle Diversität - flächenhaft
Bio
div.
na
chh.
La
ndw
. Invasivität Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen Kulturpflanzen Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride
Hybride zwischen Raps bzw. Zuckerrüben und entsprechenden Kreu-zungspartnern
flächenhaft
Herbizid-resistenz-technik
Zustand der Ackerbegleitflora, der Ackerrand-flora und der Diasporenbank Direkte Herbizidwirkung auf Wirbellose Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbe-sucher unter den Wirbellosen Indirekte Wirkung auf phytophage Zielarten an Beikräutern
- Acker, Acker-rain
Toxische und andere Wir-kungen auf Phytophage
Transgenvermittelte Wirkung auf phytophage Zielarten an der Kulturart
Auswahl von kulturarten- unspezifisch fressenden Phytophagen
Acker
Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen
Transgenvermittelte Wirkung auf pollenfres-sende Wirbellose
Wirkung steht in zeitl. Bezug zu Mais-Blüte
flächenhaft
Indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter den Wirbellosen
- Acker, Acker-rain
Sich
erun
g ei
ner n
achh
altig
en L
andw
irtsc
haft,
Er-
halt
der B
iodi
vers
ität
Kumulative Nahrungs-ketteneffekte, Endstufen Wirkungen auf beikraut-, samen- und insek-
tenfressende Wirbeltiere und ihre Prädatoren primärer Wirkungsort Acker und Ackerrain
Flä-chen-haft
Erha
lt de
r B
oden
funk
- u.a. Herbizid-resistenztech-nik
Indirekte Wirkungen bzw. Wirkung der HR-Technik auf Bodenphysik und Chemie
- Acker
44
Methodische Hinweise Sc
hutz
-zi
ele Problem-
bereich Prüfpunkte
Spezifikationen Raumbezug
Transgen- bzw. biozidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen oder durch verän-derte genetische Ausstattung herbeigeführte Änderung von Zusammensetzung und Funkti-onen von Mikroorganismen
- Acker Herbizidresis-tenztechnik, toxische und andere Wir-kungen auf Bodenmikro-organismen und Boden-zoologie, ku-mulative Nah-rungskettenef-fekte
Transgen- bzw. Herbizidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen auf Zusammen-setzung und Funktionen der Bodenfauna
- Acker
Ge-
wäs
ser Toxische Wir-
kungen auf Gewässeror-ganismen
Wirkung von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern und auf in Gewässern lebende Organismen
Expositionsmuster von B.t.-Toxin bzw. Herbizi-den in Gewässern
Ober-flächen-ge-wässer
Tab. 7: Mögliche GVO-Wirkungen, die inhaltlich und auf Grund ihrer Erfassungscharakteris-tik in anderen Messnetzen oder Beobachtungsansätzen überwacht werden sollten
Die Nennungen der Schutzziele wurden für eine bessere Übersichtlichkeit z.T. abgekürzt, „Nachh. Landwirtschaft“ steht für „Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft, Erhalt der Biodiversität“
Methodische Hinweise
Schu
tzzi
ele
Problembereich Prüfpunkte Spezifikationen Raum-
bezug Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in Saatgut Wirbeltierkot, Kläranlagen
- Gesamt-fläche
Schu
tz d
er U
mw
elt Basisdaten Belas-
tungssituation
Verbreitung von GVO-Anbau Anbautechnik Wirkung der reduzierten Beikrautflora auf Bodenerosion
- Acker
Scht
utz
der
men
schl
. G
esun
dhei
t Umweltwirkungen auf menschl. Ge-sundheit: Allergien über Atemwege
Frequenz und Verbreitung von Allergien der Atemwege
Wirkung steht in zeitl. Bezug zu Mais-Blüte
Gesamt-fläche
Nac
hh.
Land
wirt
-sc
haft
Verlust von Kul-turarten- und Sor-tenvielfalt
Anzahl und Zusammensetzung verwende-ter Kulturarten und Sorten
- Anderer Bezug nationale Ebene
Befall der Kulturpflanze mit phytopathoge-nen Wirbellosen
Erhebung in Mais, Kartoffeln und Raps
Acker Verbreitung von Pflanzenkrankhei-ten
Befall durch virale Phytopathogene und Befallsausprägungen an Kulturpflanze und Kreuzungspartnern
Erhebung an Zucker-rüben und Kreu-zungs-partnern
Acker und Gesamt-fläche
Pfla
nzen
schu
tz
Resistenz-entwicklung
Auftreten von behandlungsresistenten - Schadinsekten - Durchwuchs - Beikräutern
Maiszünsler, Rapsdurchwuchs, Raps-Kreuzungspartner, Ackerwildkräuter
Acker
45
Welche Prüfpunkte sind bereits über die Umsetzungskonzepte der Ad hoc-AG (2004) bzw.
des MUNLV-NRW (2003) abgedeckt? Beide Umsetzungskonzepte beziehen sich auf eine
Erhebung von Parametern im Rahmen der ÖFS. Sie beziehen sich daher auf den von uns in
Tab. 6 skizzierten Prüfumfang. Ein Vergleich zeigt, dass diese Vorschläge wichtige Prüf-
punkte berücksichtigen, welche in Tab. 6 unter folgenden Problembereichen genannt wer-
den:
Problembereich „Basisdaten Belastungssituation“ :
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in - Kulturpflanzen - Kreuzungspartnern
Landschaftsstrukturelle Diversität
Problembereich „Invasivität“:
Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen Kultur-pflanzen
Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride
und Problembereich „Kumulative Nahrungsketteneffekte, Endstufen“:
Wirkungen auf beikraut-, samen- und insektenfressende Wirbeltiere und ihre Prä-datoren
Wichtige Prüfpunkte, die mit den oben genannten Umsetzungskonzepten nicht abgedeckt
werden, sind den Problembereichen „Herbizidresistenztechnik“ und „Toxische und andere
Wirkungen auf Phytophage“ und „Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen“ (Tab. 6)
zugeordnet. Auf die Umsetzung dieser Prüfpunkte im Rahmen der ÖFS beziehen sich aktu-
elle F&E-Vorhaben des BfN. Die Projektnehmer schlagen die Erhebung weiterer Tierarten
bzw. -gruppen, wie Tagfalter, dem kleinen Perlmutterfalter (Issoria lathonia), zwei Rüsselkä-
ferarten (Ceutorhynchus napi und C. assimilis) sowie der Waldmaus (Apodemus sylvaticus)
vor und erproben diese derzeit in der Praxis (siehe Kap. 4.1.1).
Weitere nicht abgedeckte Prüfpunkte betreffen die Medien Boden und Gewässer. Sie sind
dem Problembereichen „Basisdaten zur Belastungssituation“, „Herbizidresistenztechnik“,
„Wirkungen auf Bodenmikroorganismen und Bodenzoologie“, „kumulative Nahrungskettenef-
fekte“ sowie „Toxische Wirkungen auf Gewässerorganismen“ zugeordnet (s. Tab. 6). Für
eine Umsetzung dieser Prüfpunkte exisitieren noch keine konkreten Planungen. Es wird je-
doch vorgeschlagen, die Eignung bestehender Messnetze für eine Umsetzung zu prüfen
(Züghart & Breckling 2003).
Von den Prüfpunkten, welche auf Grund ihrer Erfassungscharakteristik nicht im Rahmen der
ÖFS überwacht werden sollten (s. Tab. 7), werden derzeit die Prüfpunkte „Verbreitung von
GVO-Anbau“ und „Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in Saatgut“ aus dem
Problembereich „Basisdaten Belastungssituation“ konkret umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt
im Rahmen gesetzlich vorgeschriebener behördlicher Aktivitäten (GVO-Standortregister,
Saatgutüberwachung). Für die Umsetzung weiterer Prüfpunke im Rahmen der Problembe-
46
reiche „Verbreitung von Pflanzenkrankheiten“ und „Resistenzentwicklung“ liegen keine kon-
kreten Planungen vor. Es wird jedoch vorgeschlagen, diese im Rahmen bestehender Mess-
netze umzusetzen (BBA 2000).
4.2.3 Parameter für GVO-Prüfpunkte, die im Rahmen der ÖFS erhoben werden kön-nen
Im Folgenden suchen wir nach Arten oder Artengruppen, mit deren Erfassung wichtige Prüf-
punkte abgedeckt werden können, welche in dem oben genannten Umsetzungskonzept der
Ad hoc-AG (2004) noch nicht berücksichtigt wurden. Diese Prüfpunkte sind den Problembe-
reichen „Herbizidresistenztechnik“, „Toxische und andere Wirkungen auf Phytophage“ und
„Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen“ aber auch „Kumulative Nahrungskettenef-
fekte (nicht Endstufen)“ zuzuordnen (Tab. 6). Aufgrund der großen Vielfalt der Fauna hin-
sichtlich Trophie und der großen Zahl von Tiergruppen, die sich ausschließlich phytophag
oder zoophag ernähren, versuchen wir, für die nicht abgedeckten Prüfpunkte eine geeignete
Auswahl zu treffen. Von direkten toxischen GVO-Wirkungen sind vor allem Phytophage und
Antagonisten (Zoophage und Parasitoide) betroffen. Wir gehen davon aus, dass für Antago-
nisten eine Erhebung von Parasitoiden nicht in Betracht gezogen werden sollte, da sie uns
im Rahmen der ÖFS als zu aufwendig hinsichtlich der Bearbeitung erscheint (was ihren Wert
für kausalanalytische Forschungen keineswegs schmälert). Bei der weiteren Selektion gehen
wir in drei Schritten vor:
1. Zuordnung des Potentials an faunistischen Indikatoren zu den fehlenden GVO-
Prüfpunkten,
2. Evaluation dieser Indikatoren nach festgelegten Kriterien,
3. Abgleich zwischen Indikatoren, die in ÖFS (der Prioritätsstufen I - III) genannt sind und
den für ein GVO-Monitoring benötigten Indikatoren.
In Tab. 8 prüfen wir, inwieweit bereits vorgeschlagene Tierarten für die entsprechenden
Prüfpunkte des GVO-Monitoring sensitiv sind. Bei den Tiergruppen handelt es sich bereits
um eine Vorselektion, die im Rahmen der Konzepterstellung für ein GVO-Monitoring (Kap. 2)
und der Konzeptentwicklung ÖFS Ebene II (Kap. 3) erfolgte. Von Hilbeck & Meier (in Vorb.)
vorgeschlagene Arten reihen sich dabei in die aufgeführten Taxa ein, wie z.B. Issoria latho-
nia (Kleiner Perlmuttfalter) bei den Tagfaltern, sind also hinsichtlich der Sensibilität gegen-
über den Prüfpunkten identisch.
47
Tab. 8: Sensibilität von Tierarten bzw. Artengruppen für Prüfpunkte des GVO-Monitoring
? = Parameter müsste auf Tauglichkeit überprüft werden, Angaben in Klammern = nur eingeschränkte Sensibilität Problem- Bereich
Prüfpunkte für das GVO-Monitoring
Rüs
sel-
und
Bla
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Bla
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and
Spi
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Direkte Herbizidwirkung auf Wirbel-lose
? ? ? ? ? ? ? ? ?
Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbesucher unter Wirbellosen
x x
HR-Technik
Indirekte Wirkung auf phytophage Zielarten an Beikraut
x x x (x)
Toxische und andere Wir-kungen auf Phytophage
Transgenvermittelte Wirkung auf phytophage Zielarten an der Kultur-art
x x x x
Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen
Transgenvermittelte (toxische) Wir-kung auf pollenfressende Wirbello-se
x x
Indirekte Wirkung auf Antagonisten unter den Wirbellosen
x x x x x Kumulative Nahrungsket-teneffekte Wirkungen auf beikraut-, samen-
und insektenfressende Wirbeltiere und ihre Prädatoren
?
Da die Auswahl der Artengruppen in Tab. 8 für eine ÖFS immer noch sehr umfangreich ist,
wird im nächsten Schritt eine weitere Selektion vorgenommen. Dazu werden von uns Krite-
rien aufgestellt, die uns für die Berücksichtigung GVO-relevanter Parameter im Rahmen der
ÖFS wesentlich erscheinen (vgl. Hildebrandt et al. 2005):
• Schnelle und sensitive Reaktion auf mögliche GVO-vermittelte Belastungen. Die Korre-
lation des Vorkommens von Arten mit Basisdaten der Belastungssituation sollte statistisch
abgesichert sein und möglichst geringe Variabilität aufweisen.
• Hohe Stetigkeit in Raum und Zeit bei Arten im Agrarraum bzw. in Äckern in größeren
Häufigkeiten. Migranten unter den höheren Taxa sind dabei besonders ungeeignet für ein
Monitoring.
• Biologie und Ökologie der Arten sollten wenigstens in Grundzügen bekannt sein. Diese
Daten sollten möglichst in Datenbanken verfügbar sein.
• Quantitativer Fang bzw. Nachweis ist mit einfachen Methoden möglich.
• Der Determinationsaufwand sollte gering und die Taxonomie geklärt sein.
Die Auswahl der Kriterien stützt sich auf den im Zusammenhang mit der ÖFS verwendeten
Kriteriensatz (Statistisches Bundesamt und Bundesamt für Naturschutz 2000), da für diesen
Bereich noch keine entwickelten und abgestimmten Kriteriensätze vorliegen. Die Liste wurde
48
bereits anhand erster Arbeiten zu einer GVO-spezifischen Anpassung von Auswahlkriterien
(Hilbeck & Meier in Vorb.) modifiziert.
Bei der Evaluation vergeben wir für die Taxa je nach Eignung hinsichtlich dieser Kriterien
Punkte von 1 bis 3, beim Kriterium Stetigkeit werden nur 2 Punkte vergeben, da es schwierig
ist, feiner als in zwei Stufen zu differenzieren (s. Tab. 9).
Tab. 9: Liste der Evaluationskriterien für Indikatorgruppen
Kriterium Stufen Erläuterungen Sensitivität für GVO-Prüfpunkt
3 = hoch Arten reagieren sensibel hinsichtlich des GVO-Prüfpunktes
2 = mittel Arten reagieren mutmaßlich weniger sensibel (z.B. wegen polyphager Ernährungsweise) oder nur wenige Arten innerhalb der Tiergruppe sind betroffen (z.B. bei Landschnecken)
1 = gering keine direkten Reaktionen auf Prüfpunkte zu erwarten Stetigkeit 2 = ein höherer Anteil von
Arten tritt in hoher Stetig-keit auf
-
1 = neben steten auch zahlreiche unstete Arten
-
Kenntnisstand 3 = sehr gut Autökologie und Verbreitung in Deutschland sehr gut erforscht
2 = gut bekannt, doch Kenntnislücken für einzelne Arten 1 = mäßig bis schlecht wenig zu Autökologie und Verbreitung bekannt Methodische Er-fassung
3 = gut erfassbar Erfassungsmethode liefert quantitative Daten bei ver-gleichsweise geringem Aufwand
2 = mäßig gut erfassbar Erfassungsmethode liefert nur eingeschränkt quantita-tive Daten
1 = schlecht erfassbar Erfassungsmethode liefert nur qualitative Daten bzw. Arten werden nicht ausreichend erfasst
Determinations-aufwand
3 = gering Arten sind relativ leicht bestimmbar, auch im Gelände
2 = mittel mittlerer Aufwand für Determination, hoch bei einzel-nen Arten
1 = hoch Determination nur durch gut eingearbeitete Spezialis-ten möglich und/oder zeitaufwändig
In Tab. 10 werden die Tiergruppen in Phytophage, Zoophage und trophisch nicht klar trenn-
bare Taxa (aus Phyto-, Zoo- bzw. Saprophagen zusammengesetzt) eingeteilt. Jedem Taxon
wird ein Punktwert aus Tab. 9 zugewiesen, wobei für das Kriterium „Sensitivität für GVO-
Prüfpunkte" der Wert mit dem Faktor 3 multipliziert wird, um die große Relevanz dieses Krite-
riums für die Berücksichtigung von GVO-Parametern in der ÖFS quantitativ zum Ausdruck
zu bringen.
49
Tab. 10: Evaluationsergebnis für die Tiergruppen
Sum
men
wer
t
Art- bzw. Artengruppe GV
O-S
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tivitä
t
(Pun
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3)
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Det
erm
inat
ion
Phytophage
16 Tagfalter 6 1 3 3 3
15 Rüssel- und Blattkäfer 9 2 1 2 1
13 Blattläuse 9 1 1 1 1
9 Wild- und Honigbienen 3 1 3 1 1
Zoophage
14 Florfliegen 6 1 3 1 3
13 aphidophage Marienkäfer 6 1 2 1 3
12 Spinnen 6 1 2 2 1
10 zoophage Wanzen 3 1 2 3 1
Phyto-, Zoo- und Saprophage
16 Laufkäfer* 9 1 3 2 1
* = in den Gattungen Amara, Harpalus, Zabrus treten phytophage Arten auf
Die Einschätzung und Vergabe der Punktwerte im Einzelnen stützt sich auf eigene Kenntnis-
se zu den Tiergruppen (vgl. Hildebrandt 1995) und wird nachfolgend näher erläutert:
1. GVO-Sensitivität: Rüssel- und Blattkäfer sowie Blattläuse sind im Rahmen eines Biodi-
versitätsmonitoring besonders sensitiv: Aufgrund ihres Artenreichtums und des hohen Anteils
Mono- und Oligophager können sie in ihrer Diversität besonders stark betroffen werden, falls
die Beikraut-Diversität aufgrund von HR-Techniken zurückgeht. Bei Tagfaltern und Wild-bzw.
Honigbienen sind die Spezialisierungsgrade hinsichtlich Wirtspflanzenarten weniger ausge-
prägt.
Auch die direkt an Maisstängeln, -blättern oder -wurzeln lebenden Tiergruppen (insbesonde-
re Tagfalter, Rüssel- und Blattkäfer) sowie Wild- und Honigbienen als Pollensammler sind
der toxischen Wirkung von B.t.-Mais in starkem Maße ausgesetzt, während Blattläuse als
Phloemsauger mit B.t.-Pollen kaum in Berührung kommen und nach bisherigem Wissens-
stand weniger betroffen werden.
Indirekte Wirkungen von GVO auf Antagonisten sind auf die im Vegetationshorizont leben-
den (zoophagen) Florfliegen und aphidophage Marienkäfer zu erwarten, da sie von einer
Reduktion ihrer phytophagen Beutetiere betroffen sind. Radnetzbauende Spinnen sind in
Biotopen wie Äckern in nur geringen Abundanzen bzw. Stetigkeiten zu erwarten, da die Ve-
getationsstruktur häufig gestört bzw. abgeerntet wird. Die wenigen Radnetzspinnenarten, die
in Äckern anzutreffen sind, nutzen zudem ein breites Nahrungsspektrum, sodass sie Ver-
50
schiebungen in der Nahrungskette eventuell kompensieren könnten. Die epigäischen Arten
unter den Spinnen sind in Äckern in hohem Grade euryök (HEYDEMANN & MEIER 1983).
Die epigäischen Laufkäferarten ernähren sich nicht nur von Phytophagen im Acker, sondern
z.B. auch von Collembolen oder Enchyträen im Boden (THIELE 1977). Deshalb werden sie
mutmaßlich weniger stark von Dezimierungen der Phytophagen betroffen als solche
zoophagen Taxa, die auf Beutetiere im Vegetationshorizont angewiesen sind.
Da sich die epigäischen Laufkäferarten nicht nur von Phytophagen im Acker, sondern z.B.
auch von Collembolen oder Enchyträen im Boden ernähren (THIELE 1977), werden sie mut-
maßlich weniger stark von Dezimierungen der Phytophagen betroffen als Zoophage, die sich
von Tieren im Vegetationshorizont ernähren.
Libellen und Amphibien dringen nur in geringem Maße in Acker-Ökosysteme vor, es sei
denn, dort finden sich offene Wasserstellen bzw. windgeschützte Bereiche (BLAB 1986,
DREYER 1986).
2. Stetigkeit: In den meisten höheren Taxa treten stete und unstete Arten gleichermaßen
auf. Insgesamt ist die Stetigkeit für die vorliegende Monitoring-Aufgabe ein nur eingeschränkt
taugliches Kriterium, da ackerbesiedelnde Arten häufig durch hohe Mobilität bzw. Unstetheit
gekennzeichnet sind. Die Dispersionsneigung der Arten bestimmt entscheidend, ob ein Ta-
xon als stetig oder nicht eingestuft wird. Generell dominieren z.B. unter den Laufkäfern gut
flugfähige Arten in gewässernahen Bereichen oder Äckern (HEYDEMANN 1997). Unter den
Tagfaltern treten ausgesprochen wanderfreudige Arten auf wie z.B. Issoria lathonia (WEIDE-
MANN 1988).
3. Kenntnis zur Biologie und Ökologie: Tiergruppen, zu denen ausreichend exakte Infor-
mationen über die Habitatansprüche vorliegen, sind i.d.R. die weniger artenreichen bzw.
leichter determinierbaren Taxa, die im Rahmen der Landschaftsplanung häufig bearbeitet
werden. Besonders schlecht ist der Kenntnisstand zu artenreichen, schwieriger determinier-
baren Taxa wie phytophagen Käfern und Blattläusen. Zu ihnen liegen allerdings zur Wirts-
pflanzenbindung recht gute Kenntnisse vor (HILDEBRANDT 1995).
4. Methoden: Hinsichtlich der methodischen Erfassbarkeit greifen wir auf die Vorschläge für
das ÖFS-Monitoring (STATISTISCHES BUNDESAMT & BUNDESAMT FÜR NATURSCHUTZ 2000)
zurück. Danach sind unter den Phytophagen insbesondere Tagfalter gut erfassbar, andere
Taxa wie Blattläuse dagegen nur mit großem methodischem Aufwand (in Form von Saug-
proben oder Einzelblatt-Absammlungen) bzw. nur mit qualitativen Methoden (Farbschalen).
Nach der Evaluation der Taxa in Tab. 10 erweisen sich die Tagfalter und die Laufkäfer (mit
Summenwerten von jeweils 16) als besonders geeignet, im Rahmen der ÖFS fehlende Prüf-
punkte für ein GVO-Monitoring abzudecken. Diese Tiergruppen sind bereits in der „Optimal-
variante" der ÖFS vorgesehen und ihre gute Indikationsfunktion ist dokumentiert (z.B.
TRAUTNER 1992). Tagfalter und Laufkäfer eignen sich besonders gut, die Prüfpunkte hin-
51
sichtlich der Wirkungen von GVO auf die Nahrungsnetzbeziehungen abzudecken. Die Prüf-
punkte, die im Konzept der Ad hoc-AG (2004) bisher unberücksichtigt blieben, wären also
durch eine Modifikation der Basisvariante der ÖFS (im Sinne einer Erweiterung) um diese
beiden Indikatorgruppen relativ leicht zu erfüllen.
4.3 Konzept für die Umsetzung des GVO-Monitoring
4.3.1 Umsetzung des GVO-Monitoring über ÖFS und andere Messprogramme In Kap. 4.2.2 wurden Prüfpunkte des GVO-Monitoring identifiziert, die grundsätzlich im Rah-
men der Basisvariante ÖFS einschließlich GVO-spezifischer Erweiterungen umgesetzt wer-
den können (Tab. 6). Mit einem kurzen Überblick haben wir gezeigt, dass nicht alle diese
Punkte in bisher existierenden Umsetzungskonzepten des GVO-Monitoring berücksichtigt
werden. Aus Kostengründen und zur effektiven Ausnutzung bestehender Messnetze und
Beobachtungszusammenhänge sollte hier auch grundsätzlich geprüft werden, ob fehlende
bzw. geeignete Daten aus anderen Messnetzen zusammengeführt und integriert ausgewer-
tet werden können. Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass die in anderen Messnetzen er-
hobenen Daten als Parameter für GVO-Prüfpunkte möglichst gut geeignet sind. Die Eig-
nungsprüfung muss darüber hinaus auch andere Aspekte des GVO-Monitoring berücksichti-
gen wie Methoden, Erhebungen, Erhebungsdesign, Organisation und Auswertung (s. Kap.
4.1). Dabei wird ein schrittweises Vorgehen empfohlen:
1. Verfügbare Erhebungsdaten beschaffen.
2. Datenqualität, -umfang sowie die Repräsentanz des Messnetzes prüfen.
3. Ggf. Maßnahmen zur Anpassung und Ergänzung (Methodenerweiterungen, -
modifikationen, Messnetzumfang, Harmonisierung von Erhebungsmethoden) initiieren.
4. Bei Eignung anderer Messnetze (partielle) Zusammenlegung von Messorten verschiede-
ner Messnetze initiieren (integrierte Messstellen).
Nur wenn die Kriterien nachweislich nicht erfüllt sind bzw. mögliche Maßnahmen zur Anpas-
sung und Erweiterung (Methode, Messumfang) sich als nicht umsetzbar erweisen, ist eine
Erweiterung des ÖFS-Konzepts um entsprechende GVO-spezifische Parameter vertretbar.
In Tab. 11 geben wir - vorbehaltlich einer solchen Prüfung - einen Überblick über die aus
gegenwärtiger Sicht bestehenden Möglichkeiten, geeignete GVO-Parameter über die Basis-
variante ÖFS und GVO-spezifische Erweiterungen abzudecken. Darüber hinaus fasst Tab.
11 zusammen, welche bereits bestehenden Messnetze, Erhebungsprogramme oder Doku-
mentationsnetze geprüft werden sollten. Auch hier zeichnet sich bereits zum gegenwärtigen
Zeitpunkt ab, dass GVO-spezifische Erweiterungen in diese Messnetze eingebaut werden
müssen.
Die Übersicht belegt, dass mit der ÖFS-Basisvariante bereits wichtige Aspekte des GVO-
Monitoring berücksichtigt werden. Über die GVO-spezifischen Erweiterungen der ÖFS, die
52
sich in großen Teilen mit dem Vorschlag der Ad hoc-AG (2004) bzw. des Handlungskonzepts
aus Nordrhein-Westfalen (MUNLV-NRW 2003) decken, werden weitere wichtige Prüfpunkte
abgedeckt. Die Erhebung einer ganzen Reihe von anderen Fragestellungen erscheint grund-
sätzlich über andere, bereits bestehende Messnetze möglich. Dabei ist im Detail zu prüfen,
ob sich die im Rahmen der Messprogramme verwendeten Methoden oder der Erhebungs-
umfang eignen. Die Übersicht in Tab. 11 schließt auch die Prüfpunkte mit ein, die sich nicht
primär für eine Aufnahme in die ÖFS eignen (siehe Tab. 7).
Tab. 11: Prüfpunkte des GVO-Monitoring und die mögliche Umsetzung im Rahmen der ÖFS und anderer Messnetze
Unterschieden wird die Umsetzung im Rahmen der ÖFS bzw. über Erweiterungen der ÖFS oder nach Eignungsprüfung und entsprechenden Erweiterungen in bestehenden Messprogrammen und Beo-bachtungszusammenhängen
Abdeckung im Rahmen von
ÖFS
Schutzziele (Problembereich)
Prüfpunkte
Basis-varian-
te
Erweite-rungen
Messnetze zur Eignungsprü-
fung oder Neu-einrichtung
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in
- Kulturpflanzen - Kreuzungspartnern - Saatgut - Pollen - Wirbeltierkot, Kläranlagen
Landschaftsstrukturelle Diversität
ÖFS Ebene I
Transgen-nachweis*
Saatgutkontrolle Pollenmessnetze +Transgennachw. Neue Messnetze
Verbreitung von GVO-Anbau Änderung der Anbautechnik
GVO-Standortregister Messnetze Pflan-zenschutzdienste,
BSA Schlagkarteien der
Landwirte/innen Wirkung der reduzierten Beikrautflora auf Bo-denerosion
Neues Messnetz?
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen im Boden Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden im Boden
BDF + Transgen-/Biozidnachweis
Schutz der Um-welt (Basisdaten Belastungssitua-tion)
Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in Gewässern Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern
ÖFSGewässer Transgen-
/Biozidnachweis
Gewässermess-netze z.B. nach Wasserrahmen-
richtl. Schutz der
Menschl. Ge-sundheit (Um-
weltwirkungen auf menschl. Ge-
sundheit)
Frequenz und Verbreitung von Allergien der Atemwege
Neues Beobach-tunsgnetz Aller-
gieregister
53
Abdeckung im Rahmen von
ÖFS
Schutzziele (Problembereich)
Prüfpunkte
Basis-varian-
te
Erweite-rungen
Messnetze zur Eignungsprü-
fung oder Neu-einrichtung
Erhalt der Biodi-versität, Siche-rung der nach-haltigen Land-wirtschaft (Inva-sivität)
Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen Kulturpflanzen Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride
ÖFS Ebene II
Populati-onskartie-rung von Zielarten
Sicherung der nachhaltigen Landwirtschaft, Erhalt der Biodi-versität (Herbizid-resistenz-technik)
Zustand der Ackerbegleitflora, der Ackerrand-flora und der Diasporenbank Direkte Herbizidwirkung auf Wirbellose Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbe-sucher unter den Wirbellosen Indirekte Wirkung auf phytophage Zielarten an Beikraut
ÖFS Ebene II
Flora: Po-pulati-
onskartie-rung von Zielarten,
Diasporen-bank
Fauna: z.B. Tagfalter, Laufkäfer
(Toxische und andere Wirkun-gen auf Phy-tophage)
Transgenvermittelte Wirkung auf phytophage Zielarten an der Kulturart
Pflanzenschutz-dienste +weitere
Parameter
(Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen)
Transgenvermittelte Wirkung auf pollenfres-sende Wirbellose
Weitere Artengrup-pen: z.B. Tagfalter
Indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter den Wirbellosen
Weitere Artengrup-pen: z.B. Laufkäfer
(Kumulative Nah-rungsketteneffek-te)
Wirkungen auf beikraut-, samen- und insek-tenfressende Wirbeltiere und ihre Prädatoren
ÖFS Ebene II
(Verlust von Kul-turarten- und Sor-tenvielfalt)
Anzahl und Zusammensetzung verwendeter Kulturarten und Sorten
Bundessortenamt (Liste, Vermeh-rung) und ggf.
bundesweite Ver-kaufsstatistik
Erhalt der Bo-denfunktionen (Bodenphysikali-sche und –chemische Para-meter)
Indirekte Wirkungen bzw. Wirkung der HR-Strategie auf Bodenphysik und Chemie
BDF
(Bodenmikro-biologische Pa-rameter)
Transgen- bzw. biozidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen oder durch veränderte genetische Ausstattung herbeigeführte Ände-rung von Zusammensetzung und Funktionen von Mikroorganismen
Erweiterte BDF
(Bodenzoologi-sche Parameter)
Transgen- bzw. Herbizidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen auf Zusammen-setzung und Funktionen der Bodenfauna
BDF
Schutz der Ge-wässerfunktio-nen (Toxische Wirkungen)
Wirkung von Genprodukten bzw. Bioziden in Gewässern auf in Gewässern lebende Orga-nismen
ÖFSGewässer +Wasserpfl
anzen, Tierarten
Gewässermess-netze, z.B. nach Wasserrahmen-
richtl.
54
Abdeckung im Rahmen von
ÖFS
Schutzziele (Problembereich)
Prüfpunkte
Basis-varian-
te
Erweite-rungen
Messnetze zur Eignungsprü-
fung oder Neu-einrichtung
Pflanzenschutz (Phytopathogene Wirbellose, Virale Phyto-pathogene, Resistenzent-wicklung)
Befall der Kulturpflanze mit phytopathogenen Wirbellosen Befall durch virale Phytopathogene und Be-fallsausprägungen an Kulturpflanze und Kreu-zungspartnern Auftreten von Behandlungsresistenten Schad-insekten, Durchwuchs, Ackerbeikräutern
Pflanzenschutz-dienste + Trans-genscreening,
Resistenzentwick-lung Maiszünsler,
Zielarten
* Transgenscreening bei Kulturarten und Kreuzungspartnern kann nur im Zusammenhang mit einer Probenahme im Zuge einer Populationskartierung entsprechender Zielarten realisiert werden (siehe Umsetzungsmodul Flora und Vegetation im folgenden Kapitel)
4.3.2 Modularer Aufbau der Umsetzung des GVO-Monitoring Im vorangehenden Abschnitt haben wir gezeigt, dass ein GVO-Monitoring potenziell im
Rahmen verschiedener Messnetze umgesetzt werden kann. Der Prozess der Umsetzung
wie auch die Eignungsprüfung verfügbarer Messnetze wird sich erfahrungsgemäß schrittwei-
se vollziehen. Daher bietet sich die Umsetzung des GVO-Monitoring über ein modulares
Konzept an. Einen tabellarischen Überblick über die von uns vorgeschlagenen Umset-
zungsmodule gibt Tab. 1 (S. 4). Im Folgenden beschreiben wir zunächst Umsetzungsmodu-
le, die in unmittelbarem Bezug zur ÖFS stehen. Die Basisvariante der ÖFS deckt dabei die
Module Flora und Vegetation sowie Fauna I (Brutvögel) ab. Das Modul Fauna II (Tagfalter,
Laufkäfer in Ackerbiotopen) kann aus Teilen der „Optimalvariante" der ÖFS umgesetzt wer-
den (Kap. 3). Die Erhebungen im Rahmen der ÖFS sind in einem Turnus von fünf Jahren
vorgesehen, wobei es zu jährlich gestaffelten Beprobungen auf je einem Fünftel des Ge-
samtstichprobenumfangs kommen soll (s. Kap. 4.2). Eine weitere Gruppe von Modulen deckt
die Beobachtung anderer Umweltmedien ab oder bezieht sich auf Erhebungen, welche in
anderen Zusammenhängen stattfinden. Durch mittelfristig zu erwartende weitere GVO-
Zulassungen kann es notwendig werden, bereits bestehende Module zu erweitern.
Zu allen Umsetzungsmodulen nennen wir im Folgenden Schutzziele und Prüfpunkte und
schlagen meist Parameter vor, für die wir Raumbezug und Erhebungsfrequenz angeben.
Soweit möglich, machen wir Angaben zu Methoden und zum Messnetz. Allerdings gilt gene-
rell, dass hinsichtlich der Methoden und Auswertungsmöglichkeiten derzeit eine große unab-
gestimmte Vielzahl von Möglichkeiten im Raume steht, deren Prüfung zurzeit noch aussteht.
Nur in Einzelfällen diskutieren wir, welche relevant und praktikabel sind, da eine vollständige
Aufarbeitung von Methoden- und Auswertungsaspekten den Arbeitsauftrag dieser Studie
überschritten hätte. Zu allen Umsetzungsmodulen geben wir Empfehlungen und zeigen
Handlungsbedarf auf.
55
4.3.2.1 Umsetzungsmodul Transgen-Verbreitung I (Belastungsfaktoren) Dieses Umsetzungsmodul enthält wichtige GVO-spezifische Belastungsfaktoren und ist da-
mit allgemein dem Ziel Schutz der Umwelt zuzuordnen. Die Prüfpunkte beziehen sich auf die
Verbreitung der GVO-Anbauflächen und der von Transgenen bzw. -kombinationen in Pflan-
zenindividuen, Saatgut und Pollen. Tab. 12 listet einige Prüfpunkte dieses Moduls jeweils mit
Parametern, Raumbezug, Frequenz und Angaben zu Methode und Messnetz auf. Weitere
Prüfpunkte des Moduls beziehen sich auf die „Verbreitung von Transgenen und Transgen-
kombinationen in Boden“ sowie die „Verbreitung von Transgenen und Transgenkombinatio-
nen in Gewässersedimenten“, deren Umsetzung in den entsprechenden Modulen „Boden“
und „Gewässer“ beschrieben wird.
Tab. 12: Prüfpunkte, Parameter und mögliche Umsetzung von zentralen Belastungs-/Basisfaktoren des GVO-Monitoring
Verbreitung von Transgenen und Transgenkombinationen in: Prüfpunkte Verbreitung von GVO-Anbau Kulturpflanzen und
Kreuzungspartnern Saatgut Pollen
Parameter Erhebung von GVO-Anbauflächen (Zeitpunkt, Lage, Geometrie, GVO)
Entnahme von Blatt-sammelproben und deren qualitative wie quantitative Analyse
Entnahme von Sa-men(sammel)proben und deren qualitative und quantitative Analy-se
Entnahme von Pol-len(sammel)-proben und deren qualitative und quantitative Analyse
Raum-bezug
Flächendeckend
Frequenz Kontinuierlich 5 Jahre (gestaffelte Beprobung), ggf. jährlich
Jährlich 20-50 Proben pro Bundesland
Mindestens während Blühperiode der Kulturpflanzen, Krite-rien für häufigere Beprobung sind fest-zulegen
Methode Mindestanforder-ungen werden gesetzlich festge-legt
Probenahme-protokoll NRW*, Ana-lytik: PCR, Chip-Technologie, Real time PCR (z.B. Taq-ManTM – Assay)
Probenahmemetho-den**, Analytik: PCR, DNA-Chip-Technologie, Real time PCR
Probenahme über Pollensammler***,
Analytik: PCR, DNA-Chip-Technologie,
Real time PCR
Messnetz / mögliche Umsetzung im Rahmen von
GVO-Standortregister
Probenahme im Rahmen der Popula-tionskartierung (Mo-dul Flora und Vege-tation)
stichprobenhafte Kon-trollproben im Rahmen der Überwachung des Saatgutverkehrsgeset-zes
Proben aus beste-henden Pollenmess-netzen (Eignungs-prüfung der Mess-netze, technische Aufrüstung der Sammler)
* Probenahmeprotokoll Staatliches Veterinäruntersuchungsamt Krefeld (E-Mail: naumann@svua-krefeld.nrw.de) ** Methoden 1) Unterausschuss Methodenentwicklung unter: http://www.hamburg.de/Behoerden/Umweltbehoerde/gen/oeffentlich/uamneu.htm 2.) Empfehlung der Kommission unter: http://europa.eu.int/eur-lex/lex/LexUriServ/site/de/oj/2004/l_348/l_34820041124de00180026.pdf *** Zur Eignung von Pollensammeltechniken und Analytik für ein GVO-Monitoring siehe Hofmann et al. (2005). Der Vollständig-keit halber sei erwähnt, dass neben der hier beschriebenen Möglichkeit der Nutzung von technischen Pollensammlern auch die Verwendung von biologischen Pollensammlern (Bienen) und die entsprechende Beprobung von Honig in der Erprobung ist (z.B. in NRW). Im Konzept der ÖFS ist eine Erhebung von Belastungsfaktoren des GVO-Monitoring nicht
vorgesehen. Von den in Tab. 12 genannten Prüfpunkten und Parametern lässt sich insbe-
sondere die Verbreitung von Transgenen und –kombinationen in Kulturarten und Kreut-
56
zungspartnern im Rahmen einer erweiterten ÖFS erfassen. Ein Teil der genannten Prüfpunk-
te weist allerdings erhebungstechnisch nur wenig Überlappung mit der ÖFS und Erweiterun-
gen auf. Da die Charakterisierung der Belastungssituation jedoch ein essentieller Bestandteil
von Umweltmonitoring ist und die zentrale Bezugsgröße für potenzielle GVO-Wirkungen dar-
stellt, wird dieses Modul hier an prominenter Stelle aufgeführt.
Einige Punkte in Tab. 12 werden im Folgenden weiter erläutert.
Nachweis von Transgenkombinationen in Kulturpflanzen und Kreuzungspartnern: Werden
in einem pflanzlichen Individuum (wozu auch Samen bzw. Pollenkörner gehören) mehrere
Transgene nachgewiesen, so liegen Transgenkombinationen vor. Um diese molekulargene-
tisch nachweisen zu können, müssen die bisherigen Konzepte zur Erhebung von Sammel-
proben erweitert werden. Denn bei Sammelproben lässt sich nicht unterscheiden, ob ggf.
zwei in einer Probe nachgewiesene Transgene aus ein und derselben Pflanze stammen oder
aus zwei verschiedenen Individuen. Bei der in Nordrhein-Westfalen angewandten Bepro-
bungsmethode wird bereits das Pflanzenmaterial nach Populationen und Arten getrennt.
Wird in den Sammelproben mindestens ein Transgen nachgewiesen, kann eine nach Popu-
lationen und Arten differenzierte Analytik nachgeschaltet werden. Den konkreten Nachweis
von Mehrfach-Transgenen ermöglicht allerdings erst eine nach Einzelpflanzen differenzierte
Probenahme.
Gegenüber Blatt- und Samenproben gilt für Pollenproben, dass der Nachweis von Transgen-
kombinationen nur mit hohem Aufwand zu führen ist.
Standortregister: Gesetzliche Grundlage des Standortregisters ist das Gentechnikgesetz.
Danach muss der Anbau von GVO-Sorten drei Monate vor der Aussaat flurstückgenau an-
gezeigt werden. Für eine Verrechnung von Messdaten des GVO-Monitoring ist es unerläss-
lich, die genauen Geodaten der jeweiligen Anbauflächen und Freisetzungsflächen zu erfas-
sen und vorzuhalten.
Saatgutüberwachung: Saatgut stellt eine zentrale Quelle zur Verbreitung von Transgenen
und – kombinationen dar. Alle Bundesländer (außer einigen Stadtstaaten) untersuchen
stichprobenweise, ob kommerziell verfügbares Saatgut GVO-Anteile enthält. Dies geschieht
im Rahmen der Überwachung des Saatgutverkehrsgesetzes als Teil der behördlichen Über-
wachungstätigkeit. Der Probenumfang schwankt (je nach Bundesland und Jahr) zwischen
ca. 20 und 50 Proben pro Bundesland. Die Probenahme erfolgt im Wesentlichen nach den
Methoden des Unterausschuss Methodenentwicklung. Inzwischen liegt auch eine entspre-
chende Beprobungsempfehlung der EU vor. Für die Analytik werden in den Bundesländern
zwei verschiedene Ansätze verwendet (Subsampling mit anschließender PCR-Analyse bzw.
Real time PCR mittels eines TaqManTM – Assay). Es gibt Hinweise, dass im Zusammenhang
mit diesen beiden Analyseansätzen unterschiedliche Vollzugsschwellenwerte zur Anwen-
57
dung kommen (Subsampling 0,0% bei gegebener Messgenauigkeit von 0,03% bzw. Taq-
ManTM 0,1%), Vorgehensweisen und Verfahren werden derzeit abgestimmt.
Transgenscreening von Pollen: In Nordrhein-Westfalen wurden 2004 drei Pollensammler
aufgestellt und beprobt. Methoden und Ergebnisse der molekulargenetischen Analyse wur-
den im Frühjahr 2005 vorgestellt. Dabei wurden jeweils Proben zur Ermittlung von Pollenzah-
len und Artenverteilung (Passivsammler Sigma-2, 2-wöchig) sowie zur molekulargenetischen
Analyse (Pollennmassenfilter, 4-wöchig) gewonnen. Eine Mindestanforderung an ein GVO-
Screening stellt die Analyse von Proben dar, die während der Hauptblühphasen von Raps
und Mais gewonnen wurden. Auf Grund der hohen Sensitivität dieser Screening-Methode
dürften mit zunehmendem GVO-Anbauanteil Messungen während der Blühphasen der ent-
sprechenden Kulturpflanzen immer positiv sein. Während in Blühphasen Aussagen über das
reale Transgenspektrum gemacht werden können, ermöglichen Messungen ausserhalb von
Blühphasen Hinweise, dass eine Ausbreitung von Transgenen in Wildpflanzen oder verwil-
derte Kulturarten stattgefunden hat. Bei der Konzeption solcher Erhebungen sind die von
Hofmann et al. (2005) gegebenen Hinweise zu Messgenauigkeit und Aussagesicherheit der
Erhebungsmethoden zu beachten.
Für ein flächendeckendes Screening der Transgenverbreitung über Pollen ist die Eignung
bestehender Pollenmessnetze zu überprüfen. Gesichert ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt,
dass die in diesen Pollenmessnetzen verwendeten Pollensammler für die entsprechende
Probenahme nicht geeignet sind.
Empfehlungen 1. Differenzierung der Probenahme bei positivem Transgenbefund. Im Falle von positi-
ven Befunden sollte zunächst nach Populationen und anschließend nach Individuen diffe-
renziert analysiert werden. Die Beprobungsfrequenz sollte grundsätzlich nach Auftreten
der ersten transgenen Wildpflanzen auf einen jährlichen Turnus erhöht werden. Die Ana-
lyse kann nach wie vor gestaffelt zunächst an Sammelproben durchgeführt werden.
2. Optionen für die Nutzung von bestehenden Pollenmessnetzen. Sollte sich die grund-
sätzliche Eignung von Pollenmessnetzen für die Gewinnung von Pollensammelproben
herausstellen, muss geklärt werden, ob die Sammler technisch aufgerüstet werden kön-
nen. Ggf. können den von Hofmann et al. (2005) genannten Anforderungen mit geringem
Aufwand Rechnung getragen werden. Weiterhin muss geklärt werden, welche Strategien
über Frequenz und Zeitraum der Erhebungen verfolgt werden sollen und in wieweit diese
technisch umsetzbar sind.
Handlungsbedarf Saatgutverkehrskontrolle und bestehende Pollenmessnetze sind auf ihre grundsätzliche Eig-
nung für ein Transgen-Screening zu überprüfen. Für eine Verwendbarkeit der Erhebungs-
58
und Analyseergebnisse aus der Saatgutüberwachung ist es essentiell, dass die Analytik auf
die Erfassung realer GVO-Gehalte ausgerichtet ist und nicht ausschließlich auf die Einhal-
tung von Vollzugsschwellenwerten. Um die sich hier ergebenen Synergiepotenziale zukünftig
nutzen zu können, ist es ggf. erforderlich die Belange des GVO-Monitoring rechtzeitig in der-
zeit stattfindende Abstimmungsverfahren einzubringen. Für die bestehenden Pollenmessnet-
ze muss geprüft werden, ob eine technische Aufrüstung der Sammler kostengünstig erfolgen
kann.
4.3.2.2 Umsetzungsmodul Flora und Vegetation Dieses Umsetzungsmodul sieht die Erhebung floristischer und vegetationskundlicher Para-
meter vor, mit denen die Schutzziele „Erhalt der Biodiversität“ und „Sicherung der nachhalti-
gen Landwirtschaft“ überwacht werden sollen. Im Rahmen des Problembereichs „Invasivität“
treten die Prüfpunkte „Verhalten (Verwilderung, Ausbreitung und Etablierung) der transgenen
Kulturpflanzen" sowie „Verhalten (Etablierung und Ausbreitung) der Hybride" auf. Der Prob-
lembereich „Herbizidresistenztechnik“ soll über Veränderungen des Zustandes der Ackerbe-
gleitflora, der Ackerrandflora und der Diasporenbank in Folge der Anwendung von Herbizi-
den und Totalherbiziden geprüft werden.
Das ÖFS-Konzept sieht für den Indikator Flora als Minimalprogramm (Statistisches Bundes-
amt & Bundesamt für Naturschutz 2000) in 21 Biotoptypen in 5-jährigem Abstand je eine
Vegetationsaufnahme vor. Bei vorgeschlagenen 30 Wiederholungen pro Biotoptyp und Ge-
bietsvariante sind so innerhalb dieses Zeitraums auf den ca. 1000 ÖFS-Flächen insgesamt
12510 Erhebungsplots einzurichten, um die Blütenpflanzen zu erfassen. Für Moose und
Flechten sowie zu den weiteren Bestandsschichten (Baum-, Strauch-, Krautschicht sowie
offener Boden) soll je eine Angabe zur Gesamtdeckung gemacht werden. Drei phänologisch
typische Arten sind in ihrem Entwicklungsstand zu charakterisieren.
Das vorgeschlagene Programm eignet sich weitestgehend auch zur Abdeckung der Prüf-
punkte des GVO-Monitoring. Ein besonderes Augenmerk ist jedoch auf eine mögliche Etab-
lierung von transgenen Kulturpflanzen sowie deren Hybride mit Kreuzungspartnern zu rich-
ten. Daher sind regionalspezifisch bei transgenem Raps und transgenen Zuckerrüben insbe-
sondere folgende Kreuzungspartner zu berücksichtigen:
• Brassica rapa – Rübsen,
• Brassica juncea - Sarepta-Senf,
• Brassica oleracea – Kohl,
• Brassica nigra – Schwarzer Senf,
• Raphanus raphanistrum – Hederich,
• Diplotaxis muralis – Mauer-Doppelsame,
• Diplotaxis tenuifolia – Schmalblättriger Doppelsame,
59
• Eruca sativa – Salatrauke,
• Erucastrum gallicum – Französische Hundsrauke,
• Sinapis alba – weißer Senf,
• Sinapis arvensis –Ackersenf,
• Hirschfeldia incana – Grausenf,
• Raphistrum rugosum – runzlicher Rapsdotter,
• Raphanus sativum – Radieschen,
• Beta vulgaris ssp. maritima – Wilde Rübe und Kulturvarietäten.
Um eine mögliche Etablierung von transgenen Kulturpflanzen und Hybriden verfolgen zu
können, sind darüber hinaus Populationen dieser Zielarten auf der Gesamtheit der ca. 1000
ÖFS-Flächen flächendeckend zu kartieren. Hierbei sollten neben Individuenzahlen und einer
phänologischen Charakterisierung auch Angaben zur Vitalität der Pflanzen gemacht werden.
Dies stellt eine Erweiterung des ursprünglich im Rahmen der ÖFS vorgesehenen Pro-
gramms dar. Es ist sinnvoll, Blattproben von Kulturpflanzen und Kreuzungspartnern (siehe
Modul Transgenscreening I) im Zusammenhang mit der Populationskartierung zu entneh-
men. Veränderungen der Samenbank können mittels der Bestimmung des Keimpotenzials
über Diasporenbankuntersuchungen beobachtet werden.
Für Vegetationsaufnahmen sind im Rahmen der ÖFS 30 Wiederholungen pro Variante vor-
gesehen. Um bei diesem relativ geringen Umfang der Stichprobe Aussagen zu Veränderun-
gen mit ausreichender Sicherheit machen zu können, könnte es notwendig werden, die Er-
hebungstechnik anzupassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vegetationsaufnahmen mit
dem Ziel, die jeweilige Pflanzengesellschaft zu beschreiben, wird hier eine flächenrepräsen-
tative Bestandsaufnahme angestrebt. Um das vorgefundene Spektrum abbilden zu können
und die Variation innerhalb der Wiederholungen zu reduzieren, sollten daher Transekte ent-
lang der größten Gradienten angelegt werden (siehe Elzinga et al. 2001). Die Lage der Er-
hebungsplots muss nach einheitlichen Kriterien vor der ersten Erhebung festgelegt und kar-
tographisch festgehalten werden.
Empfehlungen 1. Vegetationsaufnahmen und floristische Erhebungen In den floristischen Erhebungsbögen sollten die Zielarten des GVO-Monitoring explizit aufge-
führt werden. Für die Vegetationsaufnahmen sollte der für die ÖFS gemachten Empfehlung
gefolgt werden, die Einteilung nach Pfadenhauer et al. (1986) als Schätzskala zu verwenden.
Eine Harmonisierung der verwendeten Methoden innerhalb der ÖFS (zwischen den Bundes-
ländern) ist unerlässlich. Die methodische Anschlussfähigkeit an bereits vorhandene Mess-
netze ermöglicht Synergieeffekte. Vorhandene oder in Pilotstudien zu erfassende Datensät-
ze sollten hinsichtlich der Variabilität der Daten untersucht werden. Die Erfassungsmethode
60
ist ggf. entsprechend anzupassen. Sollte dies nicht möglich sein, so muss die Anzahl der
Wiederholungen pro Raumvariante erhöht werden.
2. Erweiterung der ÖFS In Erweiterung des ÖFS-Programms sollte eine Populationskartierung von Zielarten auf allen
ÖFS-Flächen erfolgen. Diese sollte die Erfassung der Parameter Individuenzahl, Phänologie
und Vitalität vorsehen und gleichzeitig zur Entnahme von Blattproben für eine molekularge-
netische Charakterisierung genutzt werden.
Handlungsbedarf Ziehung Biotoptypen. Im Konzept der ÖFS ist vorgesehen, dass die Biotope, in denen bio-
tische Erhebungen vorgenommen werden zufällig aus der Grundgesamtheit der kartierten
Biotoptypen gezogen werden. Diese Ziehung muss noch erfolgen.
Abstimmung und Optimierung der Vegetationsaufnahmen. Im Rahmen von Pilotstudien
bzw. Literaturauswertungen ist zu prüfen, in welcher Weise über die Lage der Erhebungs-
plots die Variabilität so weit reduziert werden kann, dass bei einer Wiederholungszahl von 30
Plots Veränderungen statistisch nachweisbar sind.
Schwellenwerte für relevante Veränderungen. Die Schwellenwerte, ab wann Änderungen
in den floristischen Parametern als relevant einzustufen sind, müssen noch festgelegt wer-
den. Hier kann auf einschlägige Methodikhandbücher aus der Vegetationskunde zurückge-
griffen werden (z.B. Dierschke 1994).
4.3.2.3 Umsetzungsmodul Fauna I (Brutvögel) Dieses Umsetzungsmodul sieht die Erhebung von Brutvögeln vor, um die Schutzziele „Erhalt
der Biodiversität“ und „Sicherung einer nachhaltigen Landwirtschaft“ zu überwachen. Im
Rahmen des Problembereichs „kumulative Nahrungsketteneffekte, Endstufen“ ist als Prüf-
punkt „Wirkungen auf beikraut-, samen- und insektenfressende Wirbeltiere und ihre Prädato-
ren“ abzudecken. Genau genommen werden in diesem Modul nicht nur Endstufen der Nah-
rungskette (carnivore Vögel), sondern auch herbivore Vogelarten einbezogen. Eine Erhe-
bung, welche alle Vogelarten berücksichtigt, bezieht alle Trophiestufen innerhalb der Avifau-
na ein.
Im Konzept der ÖFS ist die Erhebung des Parameters Brutvögel auf der Gesamtheit der ca.
1000 Stichprobenflächen in fünf-jährigen Abständen vorgesehen. Sie soll mittels einer Re-
vierkartierung (Bibby et al. 1995) erfolgen. Dabei werden die Vögel über sechs Begehungen
von April bis Juni des Erhebungsjahrs jeweils in einem Zeitintervall von 3 - 4.5 h über Sicht-
beobachtung und Verhören flächendeckend auf den Stichprobenflächen (100 ha) erfasst
(Statistisches Bundesamt & Bundesamt für Naturschutz 2000). Nach dieser Methode wird
61
seit 1997 in Nordrhein-Westfalen auf 170 ÖFS-Flächen und zusätzlichen Vergleichsstandor-
ten erhoben.
Seit 2004 koordiniert der Dachverband der Deutschen Avifaunisten (DDA) ein bundesweites
Brutvogelmonitoring auf Basis von Laienarbeit. Die Erhebungen werden in jährlichen Ab-
ständen ebenfalls auf den ÖFS-Flächen durchgeführt (2004 deutschlandweit auf ca. 50% der
Stichprobenflächen, 2005 bereits auf ca. 60% der Flächen). Die Erfassung erfolgt mittels
einer Linienkartierung über vier Begehungen im Zeitraum von Mitte März bis Juni. Die Vögel
werden ohne Vorgabe des zeitlichen Aufwandes entlang eines etwa 3000 m Transekts über
Sichtbeobachtung und Verhören erfasst. Anfangspunkte und Verlauf des Transekts werden
von den regionalen KoordinatorInnen vorab in Kartenwerk festgelegt. Das Transekt wird ent-
lang von Wegen geführt und ist entsprechend der Nutzung links und rechts des Weges in
Abschnitte eingeteilt. Die beobachteten Arten werden diesen Abschnitten zugeordnet (line-
arisierte Revierkarte nach Arten). Nach Angaben des BfN (mündl. Mitteilg. Herr
Dröschmeister) soll es möglich sein, die Ergebnisse der beiden Kartiermethoden (Revierkar-
tierung, Linienkartierung) über Faktoren in solche der jeweils anderen Methode umzurech-
nen.
Empfehlungen 1. Erhebungsmethode. Sollte das vom DDA koordinierte bundesweite Brutvogelmonitoring
zunehmend flächendeckend umgesetzt werden, so ist davon abzusehen, eine Paralleler-
hebung mittels der für die ÖFS ursprünglich vorgesehenen Methode der Revierkartierung
anzustreben. Die vom DDA verwendete Methode der Linienkartierung ist international
akzeptiert und wird häufig angewandt. Sehr vorteilhaft ist auch der vergleichsweise enge-
re, jährliche Erhebungsrhythmus.
2. Auswertung. Erste Auswertungen von Erhebungen in Nordrhein-Westfalen (König 1999)
haben gezeigt, dass eine Auswertung der Messdaten nach Gilden bzw. ökologischen
(Funktions-)Gruppen die Qualität der Dateninterpretation erheblich verbessern kann. Be-
standsschwankungen einzelner Arten, die nicht im Zusammenhang mit anthropogenen
Eingriffen stehen, können nämlich teilweise durch andere Arten einer Gilde ausgeglichen
werden. Die Daten von König (1999, 2003) zeigen auch, dass im Rahmen der ÖFS wert-
volle Referenzdaten zu den in Schutzgebieten gewonnenen Daten erhoben werden.
3. Differenzierte Auswertung von Vogelarten, die im Zusammenhang mit GVO-Wirkungen stehen können. Einige Nahrungsgilden eignen sich gut, z.B. die Nutzungs-
intensität der offenen Kulturlandschaft zu charakterisieren. Dies kommt GVO-
spezifischen Prüfpunkten wie einer veränderten Anbautechnik durch Totalherbizideinsatz
entgegen. Besonders die in Äckern brütenden bzw. nach Nahrung suchenden Vogelarten
62
(s. dazu Liste in Kap. 6) sollten einer differenzierten Auswertung unterzogen werden, um
im Sinne eines Frühwarnsystems mögliche GVO-Effekte anzuzeigen.
Handlungsbedarf Es muss abschließend entschieden werden, ob der ÖFS Parameter Brutvögel durch das
bundesweite Brutvogelmonitoring des DDA umgesetzt werden soll. Ggf. ist zu überlegen, wie
eine rasche Ausweitung dieses Beobachtungsansatzes auf alle ÖFS-Flächen unterstützt
werden kann. Wie für das Modul Flora und Vegetation gilt auch hier, dass die Schwellenwer-
te zur Beurteilung von Änderungen noch festgelegt werden müssen.
4.3.2.4 Umsetzungsmodul Fauna II (Tagfalter, Laufkäfer) Dieses Umsetzungsmodul dient dazu, die Einhaltung der Schutzziele „Sicherung einer nach-
haltigen Landwirtschaft“ zu überprüfen und ist mit dem übergeordneten Schutzziel „Erhalt der
Biodiversität“ verknüpft. Die in diesem Modul abzudeckenden Problembereiche und Prüf-
punkte (Tab. 13) haben unterschiedliche Raumbezüge.
Tab. 13: Problembereiche, Prüfpunkte und Raumbezug der Parameter, die in Umsetzungsmo-dul „Fauna II" zu erheben sind
Problembereich Prüfpunkt Raumbezug Toxische und andere Wir-kungen auf Phytophage
Transgenvermittelte Wirkung auf phy-tophage Zielarten an der Kulturart
Acker
Kumulative Nahrungsket-teneffekte
Indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter Wirbellosen
Acker
Herbizidresistenztechnik Direkte Herbizidwirkung auf Wirbellose Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbesucher unter den Wirbellosen Indirekte Wirkung auf phytophage Ziel-arten an Beikraut
Acker und Ackerrand
Verbreitung von toxisch wirkenden Substanzen
Transgenvermittelte Wirkung auf pollen-fressende Wirbellose
Acker bis flächendeckend
Die „transgenvermittelten Wirkungen auf phytophage Zielarten an der Kulturart" können im
Rahmen der ÖFS kaum überprüft werden, da keine kulturartenspezifischen Parameter erho-
ben werden (s. Kap. 4.2.1.). Ggf. sind jedoch andere Messnetze verwendbar wie die Mess-
programme der Pflanzenschutzämter, in denen Erhebungen zu phytophagen Arten an Kul-
turpflanzen durchgeführt werden (BBA 2000).
Die in Kap. 4.2.3 dargestellte Evaluation stellt Laufkäfer auf Äckern und an Ackerrändern als
gut geeignet heraus, um den Prüfpunkt „indirekte Wirkungen auf Antagonisten unter den
Wirbellosen“ abzudecken. Über den Parameter Tagfalter können drei Prüfpunkte abgedeckt
werden: 1) „Indirekte Wirkung auf Pollenfresser/ Blütenbesucher unter den Wirbellosen“, 2)
„Indirekte Wirkung auf phytophage Zielarten an Beikraut“ und 3) „Transgenvermittelte Wir-
kung auf pollenfressende Wirbellose“. Beide Parameter sind auch in der Optimalvariante der
63
ÖFS als faunistische Indikatoren der Ebene II vorgesehen.
Für die Erhebung der Laufkäfer orientieren wir uns an der vom Statistischen Bundesamt &
Bundesamt für Naturschutz (2000) empfohlenen Erfassungsmethodik und den empfohlenen
Zeitintervallen. Diese sehen eine Erfassung der Laufkäfer über 6 Bodenfallen pro Transekt
auf einer Länge von 50 m vor. Die Bodenfallen stehen im Abstand von 10 m und bestehen
aus Glas (oder alternativ aus Plastik) und sind mit einem Regendach abgedeckt. Sie werden
mit Rennerlösung gefüllt (Ethanol, Glycerin, Essigsäure, und Wasser im Verhältnis
40:20:10:30) und in zwei unterschiedlichen Zeiträumen im Gelände exponiert: a) Ende April
bis Mitte Juni (Erfassung der Frühjahrsaktiven), b) Ende August bis Anfang Oktober (Erfas-
sung der Herbstaktiven). Erhoben werden sollten die Parameter Individuensumme, Artenzahl
und Häufigkeiten.
Laufkäfer werden nur in Offenflächen bearbeitet, worunter wir im Rahmen der ÖFS alle
Landwirtschaftsflächen verstehen, die sich nach den Corine Land Cover Daten in folgende
Typen teilen:
• Ackerflächen,
• Dauerkulturen,
• Grünlandflächen,
• Landwirtschaftsflächen heterogener Strukturen.
Hintermann & Weber (2004) haben die Zahl dieser Offenflächen bilanziert: Sie gehen dabei
von 1.080 km-Quadraten der ÖFS-Stichprobenflächen aus, von denen 967 Flächen über-
haupt Landwirtschaftsfläche (Acker- und Grünland) und 662 Flächen einen Anteil von Land-
wirtschaftsflächen mit > 30% Deckung aufweisen.
Der notwendige Beprobungsumfang kann derzeit noch nicht abschließend festgelegt wer-
den. Vorausgesetzt 40 Wiederholungen reichen aus, um eine Veränderung der Parameter
um 30% anzuzeigen so sind für alle 21 Standorttypen auf ÖFS-Flächen je 40 Bepro-
bungstransekte anzulegen. Für den daraus resultierenden Gesamtbeprobungsumfang sei
auf die folgenden Ausführungen zum Parameter Tagfalter verwiesen.
Für die Erhebung der Tagfalter muss aufgrund der hohen Mobilität der Adulti eine Methode
eingesetzt werden, die einen möglichst großen Erfassungsraum zum Ziel hat. Wir beziehen
uns im Folgenden auf die Standardisierte Transektmethode in Anlehnung an das britische
„Butterfly Monitoring Scheme“ respektive an das Biodiversitätsmonitoring Schweiz (BDM).
Diese verändert die im ÖFS-Konzept vorgeschlagenen Methode dahingehend, dass ein län-
geres Transekt (3 km statt 1,5 km) über einen kürzeren Zeitraum begangen werden soll.
Nach Hintermann & Weber (2004) würden über einen langen Zeitraum zwar noch mehr Ar-
ten erfasst. Ein kürzeres, auf die höchsten Abundanzen adulter Schmetterlinge ausgerichte-
tes Zeitfenster hätte aber den Vorteil, dass sich die Beobachtungswahrscheinlichkeit der ein-
64
zelnen Arten erhöht und die Varianz in den Bestandesschätzungen vermindert. Veränderun-
gen ließen sich sicherer nachweisen.
Demnach soll das Zeitfenster für die Erfassung der Tagfalter vom 30.06. bis zum 10.08. des
Erhebungsjahres reichen. Innerhalb dieses Zeitraums sind drei Exkursionen durchzuführen.
Zur Kartierung der Tagfalter wird ein 3-km-Wegtransekt innerhalb des 1 km-Quadrats ange-
legt, der möglichst diagonal durch das Quadrat verlaufen sollte. Dieses Transekt wird vor der
ersten Erhebung festgelegt und kartographisch festgehalten. Zur Erhebung wird das Tran-
sekt sowohl auf dem Hin- wie dem Rückweg abgeschritten (Wegstrecke von 6 km). Weitere
Details zur Transektmethode finden sich in Settele et al. (1999).
Das Konzept der ÖFS schlägt für alle biotischen Erhebungen einen einheitlichen Bepro-
bungsumfang von 30 Wiederholungen vor. Wir folgen hier den Empfehlungen von Hinter-
mann & Weber (2004). Danach sollte der Parameter „Individuensumme“ über eine Erhebung
in 40 Stichprobenquadraten pro Standorttyp erfasst werden, um eine Abweichung der mittle-
ren Individuensumme mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 5% feststellen zu können. Bei
21 Standorttypen ergibt sich so ein Gesamtumfang von 840 Einzelerhebungen, wobei nach
Abschätzungen von Hintermann & Weber (2004) für 7 Standorttypen zusätzliche ÖFS-
Quadrate bzw. Transekte genutzt werden müssten. Die Autoren erwarten, dass sich aus die-
ser Erhebung zusätzlich Aussagen über eine Veränderung der mittleren Artenzahl ableiten
lassen, wenn der Raumbezug auf die Landschaftstypen erweitert wird.
Abschließend sei auf die 2004 begonnene Transekt-Erfassung im Rahmen des Tagfalter-
Monitoring Deutschland (http://www.tagfalter-monitoring.de) hingewiesen. Von Laien werden
hier mindestens 200m lange Wegtransekte von Mitte März bis Ende September wöchentlich
begangen. Bei jeder Exkursion wird in 50m-Abschnitten die Anzahl beobachteter Tagfalter
beidseitig bis in 2,50 m Entfernung des Weges nach Arten erfasst. Die BearbeiterInnen wäh-
len sich ihre Transekte und dessen Verlauf frei aus. Entsprechende Initiativen in den Nieder-
landen und Großbritannien erlebten einen so starken Zulauf, dass diese Erhebungen mitt-
lerweile ein entsprechendes Behördenmonitoring ersetzen.
Empfehlungen 1. Erhebungsdesign und -methode. Für die Erhebung der Tagfalter empfehlen wir die
Verwendung der Standardisierten Transektmethode. Beide Parameter (Laufkäfer und
Tagfalter) sollten im Rahmen der ÖFS auf mindestens je 840 Transekten erhoben wer-
den. Hierzu ist das Probenahmeraster zentral festzulegen sowie Erhebungsmethode und
-umfang über Pilotprojekte abzusichern. Synergien mit dem Tagfalter-Monitoring
Deutschland könnten langfristig dadurch zustande kommen, dass es – wie beim Brutvo-
gelmonitoring des DDA – gelingt, Laienbearbeiter für die auf den ÖFS-Flächen ausge-
wiesenen Transekte zu gewinnen.
65
2. Häufigkeit, Individuensumme und Artenzahl als Messgrößen. Im Bezug auf das
GVO-Monitoring wäre für Laufkäfer und Tagfalter die Aufnahme von Populationsparame-
tern (wie Altersstruktur, Populationsgröße innerhalb einer Erhebungseinheit, Dispersi-
onsmuster oder Fitness-Eigenschaften) am aussagekräftigsten. Diese Messgrößen sind
im Rahmen des ÖFS-Konzepts nicht vorgesehen und können generell nur mit einem e-
normen Kostenaufwand erhoben werden. Vielmehr kommen nur Messgrößen in Frage,
die mit vergleichsweise einfachen Methoden interpretierbare Resultate liefern. In Anleh-
nung an das Konzept der ÖFS und die Empfehlung von Hilbeck & Meier (in Vorb.) sollen
Häufigkeiten von Arten, Individuensummen und Artenzahl berücksichtigt werden. Für die
Interpretation der Daten ist entscheidend, ab welchem Schwellenwert ein GVO-Effekt er-
kennbar ist. Ggf. bedürfen deshalb die in Tab. 14 genannten Schwellenwerte der nach-
träglichen Korrektur.
3. Gesonderte Auswertung GVO-relevanter Zielarten. Bei der Erfassung der Tagfalterar-
ten werden gleichzeitig auch potenzielle Zielarten erfasst, die sich für ein anbaubeglei-
tendes GVO-Monitoring eignen wie z.B. auch Issoria lathonia (s. Hintermann & Weber
2004). Solche Arten können ggf. separat ausgewertet und in Bezug zu GVO-
Anbauflächen außerhalb des ÖFS-Stichprobennetzes gesetzt werden. Ähnliches gilt für
Laufkäferarten, die als Phytophage an Kulturpflanzenarten im Acker leben (aus den Gat-
tungen Amara, Harpalus oder Zabrus) bzw. epigäische zoophage Arten. Für solche Aus-
wertungen ist jedoch darauf zu achten, dass in der Regel der Beprobungsumfang gegen-
über der Ausgangserhebung erhöht werden muss, da Einzelauswertungen eine im Ver-
gleich zu Summenauswertungen höhere Streuung aufweisen.
Tab. 14: Messgrößen und Schwellenwerte (in Anlehnung an Hilbeck & Meier, in Vorb.)
Messgröße Schwellenwert 1. Häufigkeit von Arten 30 % Abnahme der Mittelwerte von einem
Erhebungsintervall zum nächsten 2. Individuensumme 30 % Abnahme der Mittelwerte von einem
Erhebungsintervall zum nächsten 3. Artenzahl 10 % Abnahme der Mittelwerte von einem
Erhebungsintervall zum nächsten
Handlungsbedarf Es sollte geprüft werden, wieweit der Prüfpunkt „transgenvermittelte Wirkung auf phytophage
Zielarten an der Kulturart" durch die Messprogramme der Pflanzenschutzämter abgedeckt
werden kann und welche Arten bzw. Artengruppen sich für ein kulturartenspezifisches Moni-
toring eignen.
Für die empfohlenen Parameter Laufkäfer und Tagfalter sind im Rahmen des Messnetzes
der ÖFS bundesweite Probenahmeraster festzulegen sowie Erhebungsmethode und -
umfang über Pilotprojekte abzusichern.
66
4.3.2.5 Umsetzungsmodul Boden Dieses Umsetzungsmodul dient dazu, die Einhaltung des Schutzziels „Erhalt der Bodenfunk-
tionen“ zu überprüfen. Auch hier besteht ein Bezug zum übergeordneten Schutzziel „Erhalt
der Biodiversität“. Bei den hier abzudeckenden Prüfpunkten ist die Belastungssituation
(Schutz der Umwelt) zu charakterisieren, in dem die Verbreitung von Transgenen und –
kombinationen sowie der Gehalt von Genprodukten bzw. Bioziden im Boden bestimmt wird.
Weitere Prüfpunkte, mit denen der Zustand der Bodenfunktionen überwacht werden soll,
sind auf Grund der bisher noch geringen Kenntnis zur GVO-Wirkung auf Böden noch sehr
allgemein gehalten:
1. indirekte Wirkungen bzw. Wirkung der HR-Strategie auf Bodenphysik und Chemie,
2. transgen- bzw. biozidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen oder durch verän-
derte genetische Ausstattung herbeigeführte Änderung von Zusammensetzung und
Funktionen von Mikroorganismengemeinschaften,
3. transgen- bzw. herbizidvermittelte toxische oder andere Auswirkungen auf Zusammen-
setzung und Funktionen der Bodenfauna. Alle Prüfpunkte beziehen sich auf Ackerstandorte, die in jährlichen Abständen beobachtet
werden sollten.
Parameter Zusätzlich zur Charakterisierung der Belastungssituation (über den Nachweis der Transgene
bzw. der Genprodukte und der verwendeten Herbizide), sollten als Basisdaten die üblichen
Kenndaten der Bodenchemie und –physik erhoben werden (siehe B/L-AG 2003, Züghart &
Breckling 2003). Die biotischen Parameter dieses Moduls sollten hinsichtlich der Prüfpunkte
sensitiv sein und die Auswahl der Taxa auf vergleichbare Weise wie in Kap. 4.2.3 erfolgen.
Für Bodenmikroorganismen erscheint es in diesem Rahmen nicht möglich, ein Monitoring
auf Artebene zu leisten. Relativ etabliert sind im Bereich der Boden-Mikrobiologie Parameter
und Methoden, die Gesamtleistungen dieser Organismengruppe quantifizieren und damit
Hinweise auf funktionelle Störungen oder Veränderungen geben können. Das Monitoring-
konzept von Züghart & Breckling (2003) schlägt dazu folgende Parameter und Methoden (in
Klammern) vor:
1. Mikrobielle Biomasse (SIR, Fumigation-Extraktion, für beide existieren DIN ISO Stan-
dards),
2. Mikrobielle Basalatmung (Durchflussverfahren oder O2-Aufnahme, letztere DIN Stan-
dard),
3. Metabolischer Quotient (abgeleitete Größe s.o.),
4. N-Mineralisation (anaerober Brutversuch),
67
5. Diversität der Bodenmikroorganismen (anhand von DNA-Fingerprintmethoden).
Für bodenzoologische Parameter schlagen Züghart & Breckling (2003) die Erhebung von
Arten- bzw. Familienspektrum, Abundanz sowie Dominanzstruktur folgender Taxa vor:
1. Lumbricidae (Regenwürmer),
2. Enchytraeidae (Kleinanneliden),
3. Collembola (Springschwänze),
4. Nematoda (Fadenwürmer) und
5. Gamasina (Raubmilben).
Weiterhin schlagen diese AutorInnen eine Bestimmung von zeitweilig im Boden lebenden
und rhizophagen Arten über eine Kombination von Extraktion und Nassextraktion vor. Dar-
über hinaus soll als Gesamtleistung der Bodenfauna die Fressaktivität bzw. Umsatzleistung
mittels der Streubeutelmethode bestimmt werden.
Für die Umsetzung dieses Moduls sollten die oben genannten mikrobiologischen Parameter
erhoben werden. Auch die von Züghart & Breckling (2003) empfohlenen bodenzoologischen
Gruppen sind an Ackerstandorten grundsätzlich sinnvoll zu erheben und decken verschiede-
ne Aspekte ab: Regenwürmer (Lumbricidae) sind bekanntermaßen sensibel gegenüber toxi-
schen Belastungen. Da sie von organischer Substanz leben, ist zu erwarten, dass sie auch
auf veränderte Streueinträge reagieren. Fadenwürmer (Nematoda) können einen weiteren
Nahrungskettenaspekt im Boden abdecken, da unter ihnen bakteriophage und phytophage
Arten auftreten.
Da sich die unterschiedlichen Nahrungs- und Strategietypen bei Nematoden relativ gut un-
terscheiden lassen, kann ggf. auf eine aufwändige Artenansprache verzichtet werden. Bei
Einbeziehung der Springschwänze (Collembola) als überwiegend saprophage und Raubmil-
ben (Gamasina) als zoophage Gruppe würden mithin alle wesentlichen Trophie-Ebenen ein-
bezogen werden. Allerdings ist bei den Collembolen das Artenspektrum in Äckern stark ein-
geschränkt (mündl. Mittlg. U.Irmler ÖZK, Uni Kiel). Zu prüfen bleibt auch die Eignung von
Gamasina (geringer autökologischer Kenntnisstand, aufwändige Determination). Nach unse-
ren Recherchen eignen sich - vorbehaltlich einer eingehenderen Klassifizierung und Bewer-
tung - besonders Lumbriciden und Nematoden als Tiergruppen für das Modul Boden.
Einen Beobachtungsschwerpunkt sollte die Beobachtung von Leistungen der Bodenzönose
darstellen. Methodisch fortgeschritten sind dabei Ermittlungen zur Streuzersetzung als Ge-
samtleistung im Boden, wobei die Streubeutelmethode als aussagekräftigste Methode gilt.
Allerdings können die Ansätze erst nach einem halben bis einem Jahr ausgewertet werden.
Zudem bereiten an Ackerstandorten häufig Mineralstoffeinträge Probleme, die bei der Aus-
wertung zusätzlichen methodischen Aufwand erfordern. Hier wäre zu prüfen, ob z.B. die in-
zwischen gut etablierte Verwendung von Fraßstäbchen (Bait Lamina Test, Auswertung in-
nerhalb von 1-2 Wochen) eine Alternative darstellen könnte.
68
Messnetz Eine Erhebung der Parameter im Rahmen des ÖFS-Messnetzes ist unbedingt sinnvoll, wird
sich aber zum gegenwärtigen Zeitpunkt aus finanziellen Gründen kaum durchsetzen lassen.
Im Messnetz der Pflanzenschutzämter werden derzeit ausschließlich phytophage Nemato-
denarten erhoben (BBA 2000), so dass diese Daten zwar unbedingt berücksichtigt werden
sollten, jedoch insgesamt ein zu kleines Spektrum umfassen. Dagegen kommt dem Mess-
netz der Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) derzeit ein hohes Potenzial zur Abdeckung
der oben genannten Prüfpunkte zu. Einschränkungen treten jedoch bei der Auswahl der
BDF-Messflächen sowie angesichts der uneinheitlichen Messparameter auf: Die Auswahl
der Probeflächen erfolgte ursprünglich nach der naturräumlichen Gliederung und typischer
Nutzungsformen. Je nach Bundesland werden unterschiedliche Parameter (z.T. mit unter-
schiedlichen Methoden) erhoben, wobei bodenphysikalische und -chemische Parameter wei-
testgehend auf allen BDF erhoben werden. Nach Züghart & Breckling (2003) findet die Erhe-
bung bodenbiologischer Parameter auf den BDF des Offenlandes (siehe Tab. 15) in 11 der
16 Bundesländer statt. Auf etwa 70% dieser Flächen werden bodenmikrobiologische Para-
meter erhoben (empfohlen sind Fumigation-Extraktion, Substrat-induzierte Respiration, Ba-
salatmung und Metabolischer Quotient), wobei der Untersuchungsumfang unterschiedlich
intensiv ist. Erhebungen zur Bodenfauna werden ebenfalls auf ca. 70% der Offenland-
Flächen durchgeführt. Am weitesten verbreitet ist die Erhebung von Lumbriciden, weniger
verbreitet die von Collembolen, Nematoden und Enchyträen. Zusätzlich werden auf BDF in
unterschiedlichem Ausmaß Parameter wie Deposition, Düngereintrag, Bodenlösung und Ve-
getation erhoben.
Tab. 15: Anzahl der Probeflächen in Offenland im Rahmen der BDF in den Bundesländern (nach Züghart & Breckling 2003)
Bundesländer Anzahl Offenland-BDF
Bad
en-
Wür
ttem
berg
B
rand
enbu
rg
Bay
ern
Ham
burg
Hes
sen
Mec
klen
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orpo
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Saa
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Sach
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Sach
sen-
Anh
alt
Thür
inge
n
Summe
Acker 50 23 104 0 26 9 48 0 15 4 29 15 13 336
Grünland 23 7 28 2 7 8 16 4 11 1 0 5 4 115
Empfehlungen 1. Erhebungszeiträume und Probeflächennetz ggf. verdichten. Angesichts der großen
Heterogenität von Böden und der sich in kurzen Zeiträumen abspielenden Besiedlungs-
dynamik sollte die Erhebungsfrequenz von fünf Jahren bei der ÖFS auf jährliche Bepro-
69
bungen erhöht werden. Die Zahl der Bodenproben kann derzeit noch nicht festgelegt
werden.
2. Regenwürmer und Fadenwürmer als bodenzoologische Parameter. Wie oben darge-
legt, sind diese Taxa im Rahmen dieses Moduls besonders geeignet, GVO-Prüfpunkte
abzudecken.
3. Erhöhung der Erhebungsfrequenz bei Präsenz, insbesondere Akkumulation von Transgenen, Transgenprodukten bzw. Bioziden im Boden. Sollten sich Transgene,
Genprodukte oder Biozide im Boden als persistenter erweisen als bisher angenommen
wird, sollten auch die Erhebungsintensitäten erhöht werden.
4. Zusammenlegung von Stichprobenflächen der ÖFS mit BDF. Die Integration von
Messstellen aus verschiedenen sektoralen Umweltmessprogrammen ist ein etabliertes
Konzept der integrierten Umweltbeobachtung (Schönthaler et al. 2003). So wurde z. B. in
Schleswig-Holstein 1998 geprüft, welche BDF sich als Zielorte zur Einrichtung von so
genannten integrierten Dauerbeobachtungsflächen (IDF, Rammert 1999) eignen. Bis
2004 war die Etablierung von zehn dieser Messstellen zu 80% umgesetzt. Weitere Ab-
stimmung, aber auch Synergien werden mit der Einrichtung der Messnetze des FFH-
Monitoring bzw. der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie erwartet. Wir empfehlen, die
Einrichtung des ÖFS-Messnetzes so flexibel zu gestalten, dass vorhandene integrierte
Messstellen in ÖFS-Stichprobenflächen liegen.
Handlungsbedarf 1. Es ist zu prüfen, inwieweit sich das BDF-Messnetz sowie der Erhebungsumfang für ein
GVO-Monitoring eignet, harmonisiert oder entsprechend erweitert werden kann. In jedem
Fall muss das Messprogramm um ein Screening von Transgenen und –kombinationen
sowie um den Nachweis von Genprodukten und Komplementärherbiziden im Boden er-
weitert werden.
2. Die Eignung der von den Pflanzenschutzämtern zu phytophagen Nematodenarten erho-
benen Messgrößen sowie die Datendichte für ein GVO-Monitoring sollte geprüft werden.
3. Zur Überwachung des Erhaltes von Bodenfunktionen sind Erhebungsparameter weiter zu
entwickeln. Insbesondere fehlen bisher geeignete Methoden, um horizontalen Gentrans-
fer bzw. dessen Auswirkungen direkt zu überprüfen. Von entsprechend hoher Relevanz
ist ein Screening von Transgenen und –kombinationen im Boden. Weiterhin besteht Ent-
wicklungsbedarf bezüglich effizienter biotischer und funktioneller Parameter und deren
Erhebungsmethoden sowie bezüglich der Schadschwellen für mögliche spezifische
GVO-Wirkungen.
70
4.3.2.6 Umsetzungsmodul Gewässer Dieses Umsetzungsmodul, das einen flächendeckenden Raumbezug hat, dient dazu, das
Ziel „Schutz der Gewässerfunktionen“ zu überprüfen. Es bezieht sich daher ebenfalls indirekt
auf das übergeordnete Schutzziel „Erhalt der Biodiversität“. Die Problembereiche beziehen
sich auf toxisch wirkende Substanzen in Gewässern infolge von GVO-Anbau. Die Prüfpunkte
sind „Nachweis von Transgenen und –kombinationen in Sedimenten“, der „Gehalt von Gen-
produkten bzw. Bioziden in Gewässern" und die „Wirkung von Genprodukten bzw. Bioziden
in Gewässern auf in Gewässern lebende Organismen“. Die von Züghart & Breckling (2003)
empfohlenen Erhebungsparameter sind bisher relativ allgemein gehalten. Danach sollen
Diversität und Dominanzstrukturen ausgewählter Arten oder Artengruppen der Gewässerzö-
nose erhoben werden.
Eine Umsetzung im Rahmen der ÖFS ist nur möglich, wenn in der ÖFS, wie ursprünglich
geplant, auch Gewässer berücksichtigt würden. In der derzeitigen Ziehung der ÖFS-
Stichprobenflächen sind nach Heidrich-Riske (schriftl. Mitt. an das BfN, 2004) die größeren
Seen und Fließgewässer potenziell unterrepräsentiert, während Tümpel und Kleingewässer
in ausreichendem Umfang enthalten sind. Demnach wäre eine Umsetzung dieses Moduls im
Rahmen der ÖFS zumindest für einen Teil der Gewässertypen möglich.
Auch die Wasserrahmenrichtlinie (WRR) sieht verschiedene Monitoringprogramme vor. Ein
Überblicksmonitoring soll in einem festen Messnetz durchgeführt werden. Ein operatives
Monitoring bezieht sich auf Gewässer, bei denen bereits Handlungsbedarf besteht und deren
weitere Entwicklung dokumentiert werden soll. Ein Monitoring soll sich im Bedarfsfalle in-
vestigativen Fragestellungen widmen. Die biotischen Parameter sind in der Wasserrahmen-
richtlinie festgelegt und umfassen eine Erhebung des Phytoplanktons (Artenzusammenset-
zung und Dichte) sowie die Erhebung der submersen Ufervegetation (Makrophyten). Inwie-
weit diese Organismengruppen tauglich sind und praktisch umgesetzt werden können, ist
derzeit in Diskussion. Die Messnetze für die WRR werden derzeit von den Bundesländern
festgelegt. In Schleswig-Holstein soll das Messnetz nach derzeitigen Planungen ca. 20
Messstellen in großen Stillgewässern (> 50 ha) incl. einiger FFH-Gewässer und ca. 34
Messstellen in Fließgewässern (10 gute Gewässer und 24 Frachtmessstellen) umfassen.
Erhebungen sind hier 1-2-mal in 6 Jahren und nur für die Frachtmessstellen in Fließgewäs-
sern jährlich vorgesehen. Die operativen Messnetze umfassen ca. 34 Messstellen in Stillge-
wässern und 180-200 Messstellen in Fließgewässern, die über einen Zeitraum von 3 Jahren
beprobt werden sollen (ca. 60 pro Jahr). In Stillgewässern sollen pflanzliche Parameter er-
hoben, faunistische zunächst auf Sensitivität und Aussagekraft überprüft werden. Biotische
Parameter sollen zudem um chemische (z.B. Pflanzenschutzmittel) ergänzt werden.
71
Empfehlungen 1. Die Erhebungen sollten in jährlichen Abständen stattfinden. Der Informationsverlust
einer Ausweitung der Erhebungsfrequenz auf fünf Jahre, wie sie bei einer Umsetzung im
Rahmen der ÖFS eintreten würde, sollte über eine jährlich gestaffelte Beprobung der
Gesamtstichprobenflächen kompensiert werden.
2. Erhebungen in Kleingewässern und Tümpeln sind auch bezüglich möglicher Auswir-
kungen des GVO-Anbaus zu empfehlen. Nicht zuletzt aus diesem Grunde ist eine Erwei-
terung der ÖFS um die Erhebung von Gewässerbiotopen (Kleingewässer und Tümpel)
anzustreben.
Handlungsbedarf 1. Das Messprogramm muss in jedem Fall um ein Screening von Transgenen und –
kombinationen sowie um den Nachweis von Genprodukten und Komplementärherbiziden
in Gewässern und Sedimenten erweitert werden.
2. Bei der Umsetzung des Gewässermonitorings durch die Wasserrahmenrichtlinie ist zu
prüfen, ob sie zur Erfassung GVO-spezifischer Wirkungen in größeren Fließgewässern
und Seen geeignet ist.
4.3.2.7 Umsetzungsmodul Biotopstrukturen Dieses Umsetzungsmodul zielt auf die Erhebung und Beobachtung der landschaftsstrukturel-
len Diversität und damit auf ein Kernelement der ÖFS. Es dient dazu, Veränderungen der
Biotopstrukturen infolge einer möglichen Veränderung von Anbauschwerpunkte und Land-
nutzung durch den GVO-Anbau festzustellen. Umfassende Daten zu diesem Prüfpunkt wür-
den mit der Umsetzung der Ebene I der ÖFS vorliegen. Die dort erhobenen Parameter und
verwendeten Methoden sind in Kap. 4.3 beschrieben.
4.3.2.8 Beprobung einer Stichprobenfläche Das Gesamtset der Beprobungen eines 1 km-Quadrats nach unserem Konzept der ÖFS mit
GVO-spezifischen Erweiterungen stellt Abb. 2 zusammen. Die Parameter zu den Biotop-
strukturen (Ebene I) sowie den Brutvögeln (Ebene II) werden auf der Gesamtfläche erfasst,
alle anderen in Form von Transekten (Blütenpflanzen, Tagfalter und Laufkäfer) bzw. punktu-
ell in mehreren Proben, die in der Fläche verteilt genommen werden (Transgenverbreitung).
Abb. 2 zeigt auch grafisch die bisher nur als Optionen genannten Module „Gewässer" und
„Boden", zu denen gleichfalls punktuell mehrere Stichproben pro Quadrat genommen wer-
den. Zu klären bleibt dabei, wie die Probenahmeflächen nach repräsentativen Gesichtspunk-
ten angelegt werden.
72
Abb. 2: Skizze zur Beprobung eines km-Quadrats
4.3.2.9 Weitere Umsetzungsmodule Zur Abdeckung von weiteren Prüfpunkten des GVO-Monitoring werden hier kurz zwei weite-
re Umsetzungsmodule skizziert, die im unmittelbaren inhaltlichem Bezug zum Thema Biodi-
versität stehen. Nach Züghart & Breckling (2003) ist das Transgenscreening im Land-
schaftsmaßstab durch weitere Parameter zu vervollständigen. Diese sollten über ein Modul
„Transgenscreening II“ umgesetzt werden. Prüfpunkte, Parameter und Methoden sind in
Tab. 16 dargestellt. Ein geeignetes Messnetz ist noch zu identifizieren wie z.B. das Wildtier-
monitoring und die Lebensmittelüberwachung.
Tagfalter (3 km entlang Diagonale durch
1 km-Quadrat) Brutvögel
(3 km Transekt)
Laufkäfer (6 Bodenfallen je Transekt)
Blütenpflanzen (20 qm in verschiede-
nen Biotoptypen
Gewässer (kleinere Stillge-
wässer)
Boden
Populationskartie-rung und Probenah-
me für das Transgen-screening (Gesamtfläche)
Biotopstrukturen (Ebene I)
(Gesamtfläche)
73
Tab. 16: Weitere Umsetzungsmodule des GVO-Monitoring mit inhaltlichem Bezug zu Biodiver-sität
Schutzziel (Problem-bereich)
Prüfpunkt Parameter Methode Raumbezug / Frequenz
Transgenscreening II Schutz der Umwelt (Basisdaten Belas-tungsfaktor)
Verbreitung von Transge-nen in Wirbel-tierkot und Kläranlagen
Qualitative und quantitative Ana-lyse von Klärschlämmen und Magen/Darminhalt bzw. Aus-scheidungen von Wildtieren
PCR, DNA-Chip-technologie, Real time PCR (z.B. TaqManTM – Assay)
Flächen-deckend / jähr-lich
Vielfalt von Kulturarten und Sorten Sicherung einer nach-haltigen Landwirtschaft (Verlust von Kulturar-ten- und Sortenvielfalt)
Anzahl und Zusammen-setzung ver-wendeter Kul-turarten und Sorten
Anzahl und Zusammensetzung der vermehrten und verkauften Kulturarten und Sorten
z.B. Anzahl und nationale Ver-mehrung, Ver-hältnis von Saatgutimport und Export
nationale Ebene (flächen-deckend) / jähr-lich
Ein weiteres Umsetzungsmodul zielt auf die Erhebung der Vielfalt von Kulturarten und Sorten
(Tab. 16). Im Rahmen unserer Studie konnten keine Informationen erhoben werden, inwie-
weit für den Problembereich „Verlust von Kulturarten- und Sortenvielfalt“ bereits systemati-
sche Erfassungen, Auswertungen und Bewertungen durchgeführt werden bzw. vorliegen.
Möglicherweise ist eine solche Erfassung nicht auf die nationale Ebene zu begrenzen, son-
dern im Rahmen der EU aufzugreifen.
Handlungsbedarf 1. Transgenscreening II: Verschiedene Messnetze, die in unmittelbarem Bezug zu den zu
untersuchenden Medien stehen, müssen auf Eignung geprüft oder aufgebaut werden
(z.B. Lebensmittelüberwachung, Klärwerke usw.). Die DNA-Chiptechnologie ist zu för-
dern hinsichtlich der Entwicklung von „Überwachungschips“.
2. Vielfalt von Kulturarten und Sorten: Es ist zu prüfen, inwieweit zu diesem Bereich be-
reits eine systematische Erfassung, Auswertung und Bewertung erfolgt.
Abschließend sind zwei Umsetzungsmodule des GVO-Monitoring vorgeschlagen, zu denen
Datenerhebungen im Rahmen anderer Themenbereiche und Messnetze erfolgen können.
Das erste Modul betrifft die Beobachtung von Allergien der Atemwege als mögliche GVO-
spezifische Wirkungen auf die menschliche Gesundheit (Tab. 17). Für das hier nur prototy-
pisch skizzierte Modul sind geeignete Erhebungsparameter noch zu entwickeln. Unklar ist
weiterhin, inwieweit geeignete Daten überhaupt verfügbar gemacht und einer integrierten
Auswertung zugeführt werden können.
In einem zweiten Modul (Tab. 17) sind Prüfpunkte zusammengefasst, die sich auf Verände-
rungen in der Anbautechnik, Pflanzenkrankheiten und Resistenzentwicklung beziehen. Er-
74
hebungen zu diesen Prüfpunkten sind Schwerpunkte des „Anbaubegleitenden Monitoring“
(BBA 2000). Die Ergebnisse aus diesen Erhebungen sollten ebenfalls für integrierte Auswer-
tungen im Rahmen des GVO-Monitoring zur Verfügung stehen. Es ist uns derzeit nicht be-
kannt, inwieweit die in den entsprechenden Planungen zu einem anbaubegleitenden Monito-
ring (BBA 2000) genannten Erhebungsparameter der Pflanzenschutzdienste erweitert wer-
den sollen, z.B. um:
1. Laboruntersuchungen zu Resistenzentwicklung beim Maiszünsler, 2. Erhebung weiterer Kreuzungspartner von Kulturpflanzen neben Hederich und Acker-
senf
3. Transgenscreening in Unkräutern.
Tab. 17: Weitere Umsetzungsmodule des GVO-Monitoring im Rahmen von anderen Messnet-zen
Schutzziel (Problem-bereich)
Prüfpunkt Parameter / Datenquelle Methode Raumbezug / Frequenz
Allergieregister Schutz der menschli-chen Gesundheit (Umweltwirkungen auf menschliche Gesund-heit: Allergien über Atemwege)
Frequenz und Verbreitung von Allergien der Atem-wege
Ggf. regionalisierte Informationen zu Allergiebehandlungen / Kran-kenkassen
zu entwi-ckeln
flächen-deckend / jährlich
Veränderung der Anbautechnik, Pflanzenkrankheiten, Resistenzentwicklung Sicherung der nachhal-tigen Landwirtschaft (Belastungsfaktor)
Veränderung der Anbautechnik
Siehe BBA (2000), Anlage 1 / Pflanzenschutzämter, Bundessor-tenamt
Zu prüfen Ackerflächen / jährlich
Pflanzenschutz (Resis-tenzentwicklung)
Auftreten von be-handlungs-resistenten Schad-insekten, Durch-wuchs, Acker-beikräutern
Handlungsbedarf 1. Allergieregister: Die Eignung von Behandlungsarten oder –formen, die sich zur Indikati-
on von Allergien aus luftbürtigen Allergenen eignen bzw. die Verfügbarkeit regionaler Da-
ten bei Krankenkassen, ist zu prüfen.
2. Veränderung der Anbautechnik, Pflanzenkrankheiten, Resistenzentwicklung: Die
Eignung der Erhebungsparameter und -umfang der Untersuchungen der Pflanzen-
schutzämter und des Bundessortenamts (BSA) sind zu überprüfen.
Die in nächster Zukunft voraussichtlich zugelassenen GVO werden wahrscheinlich keine
grundsätzlich neuen Problembereiche und Prüfpunkte erforderlich machen. Aus der Art der
75
geplanten gentechnischen Veränderungen lassen sich die bereits bekannten Wirkungen ab-
leiten:
1. Erhöhtes Ausbreitungs- und Verwilderungspotenzial aufgrund veränderter ökologischer
Eigenschaften wie veränderte Konkurrenzkraft z.B. durch erhöhte Salz- oder Kältetole-
ranz,
2. Nahrungsnetzeffekte, indem die veränderte Ausstattung mit Pflanzeninhaltsstoffen
Wechselwirkungen mit phytophagen Organismen oder der Rhizosphäre möglicherweise
erheblich verändert.
Verändern wird sich möglicherweise die räumliche Reichweite und Intensität der Wirkungen.
Eine erhöhte Reichweite ergibt sich daraus, dass die Empfängerpflanzen zu anderen Arten-
gruppen gehören (langlebige Organismen wie Bäume, Zierpflanzen, Gräser), welche per se
über ein völlig anderes Verwilderungspotenzial verfügen und auf anderen Flächentypen ge-
nutzt werden. Dies hat zur Folge, dass die oben skizzierten Umsetzungskomponenten des
GVO-Monitoring erweitert werden müssen:
1. Transgenscreening in weiteren Arten / Artengruppen,
2. Erweiterung der Artenlisten von Zielarten und Kreuzungspartnern bei den Vegetations-
aufnahmen,
3. Abhängig von Kulturarten und Transgenen kann eine Erweiterung des Parameterum-
fangs (z.B. betreffend Wechselwirkungen mit Tierarten, Pflanzenkrankheiten, Resistenz-
entwicklung, Anbautechnik) notwendig werden,
4. Erweiterung des Raumbezugs für Erhebungen über Ackerflächen hinaus (z.B. in Sonder-
nutzungen, Gehölzen).
Erhebungserweiterungen müssen rechtzeitig vor einer Zulassung zum Inverkehrbringen vor-
gesehen werden, um Referenzdaten (Baseline) zur Verfügung zu stellen.
4.4 Synergien zwischen FFH-Monitoring und ÖFS
4.4.1 Grundlagen und Monitoringkonzept In Ebene I der ÖFS werden im Prinzip alle Biotoptypen Deutschlands erfasst, in Ebene II
sollen nur für die Indikatorgruppen Blütenpflanzen, Vögel und Tagfalter alle bzw. die wich-
tigsten Biotoptypen innerhalb eines km-Quadrats bearbeitet werden. Mit dieser Vorgehens-
weise kommen Daten zu schutzwürdigen Biotoptypen und ihrer Besiedlung zustande, aus
denen sich Schnittmengen zum FFH-Monitoring (Art. 11 der RL 92/43/EWG) bilden können.
Die insgesamt 256 so genannten Anhangs-Arten der FFH-Richtlinie (92/43/EWG), die in
Deutschland vorkommen, umfassen eine Vielzahl höherer Taxa (Moose, Farn- und Blüten-
pflanzen, Flechten, Säugetiere, Amphibien und Reptilien, Fische und Rundmäuler, Käfer,
Libellen, Schmetterlinge, Weichtiere und Sonstige [darunter 3 Krebstiere und 1 Egelart]). Sie
sind in der FFH-Richtlinie in mehreren Anhängen aufgelistet: Anhang II umfasst 134 Arten,
76
Anhang IV 129 und Anhang V 86 Arten. Arten des Anhangs IV und V sind gesondert ausge-
wiesen, da für sie besondere Artenschutzverpflichtungen bestehen. Die Arten aller Anhänge
sind Gegenstand des Monitoring gemäß Artikel 11 FFH-Richtlinie.
Die EU verpflichtet die Länder zu Berichten, die im Abstand von sechs Jahren erstellt werden
müssen. In diesen Berichten soll der Erhaltungszustand der Lebensraumtypen sowie der
Zustand der Populationen der in den Anhangslisten aufgeführten Arten dokumentiert werden.
Um dieser Berichtspflicht nachzukommen, muss ein Monitoring der Lebensraumtypen sowie
der entsprechenden Arten erfolgen. Diese Aufgabe kommt innerhalb des Hoheitsgebietes
den Bundesländern zu.
Während der Laufzeit unseres Vorhabens wurde noch kein Konsens für das FFH-Monitoring
hinsichtlich der Methoden, der Erfassungstiefe und der Erfassungszeiträume erzielt, der un-
ter allen Bundesländern abgestimmt ist (Ssymank, mdl. 2004). Derzeit befassen sich allein
fünf bundesland-übergreifende Arbeitskreise mit der Bewertung des Erhaltungszustands,
aber auch mit Fragen des Monitoring. Angesichts dieser noch nicht abgeschlossenen Vorar-
beiten sind unsere Ausführungen vorläufig und sollen nur einen Impuls geben, synergistische
Effekte zwischen FFH-Monitoring und ÖFS herauszuarbeiten.
4.4.2 Potenzielle Schnittstellen zwischen FFH-Monitoring und ÖFS Ein Monitoring im Rahmen der FFH-Richtlinie bietet potenziell mit der ÖFS und den GVO-
spezifischen Erweiterungen einige Schnittstellen: Aus dem übergeordneten Schutzziel „Er-
halt der Biodiversität“ leiten sich partiell übereinstimmende Teilziele ab, für die wir weiter o-
ben Prüfpunkte benannt haben. In beiden Monitoring-Konzepten sind die vorgeschlagenen
Erfassungsmethoden für einige Taxa identisch: Blütenpflanzen sollen in Dauerquadraten
nach Pfadenhauer et al. (1986) erfasst werden, und die Kartierung der Laufkäfer soll jeweils
mit Bodenfallen entlang von Transekten erfolgen (vgl. Statistisches Bundesamt & Bundesamt
für Naturschutz 2000, Fartmann et al. 2001).
Allerdings zeichnen sich auch einige Diskrepanzen zwischen ÖFS und Natura 2000 ab:
1. Die zu beprobenden Raumausschnitte sind jeweils anders gelagert. Beim FFH-
Monitoring geht es primär um die Beurteilung des Zustands wertvoller Biotope bzw. sel-
tener und schützenswerter Arten. Die ÖFS zielt dagegen auf die Normallandschaft, in der
intensiv genutzte Biotoptypen einen großen Flächenanteil ausmachen.
2. Die FFH-Richtlinie berücksichtigt ein weit größeres Spektrum aus Flora und Fauna (au-
ßer den Blütenpflanzen, Farnen und Moosen auch zahlreiche Tiergruppen), die in dieser
Breite von der ÖFS nicht abgedeckt werden. Beim FFH-Monitoring sollen zudem die Pa-
rameter des rechtlich definierten "günstigen Erhaltungszustandes" ermittelt werden. Dazu
gehören bei Arten deren Verbreitungsgebiete, Gesamtbestände, die Qualität und Aus-
dehnung ihrer Lebensräume sowie Beeinträchtigungen - Parameter, für die jeweils auch
77
Änderungstrends angegeben werden müssen (Eichen, schriftl. Mitt. 2005). Damit sind die
Parameter beim FFH-Monitoring anders gelagert als bei der ÖFS.
4.4.3 Synergien auf Ebene I der ÖFS In das Stichprobenraster der ÖFS fallen potenziell Lebensraumtypen (LRT) des Anhangs I
der FFH-Richtlinie. Aufgrund ihrer häufigeren Verbreitung in Deutschland und ihrer großflä-
chigen Ausprägung werden diese mit großer Wahrscheinlichkeit in nennenswerten Anteilen
in den ÖFS-Flächen auftreten. Diese LRT können sich dabei in bestimmten Regionen kon-
zentrieren, wie z.B. Salzgrünland an der Küste oder Heiden in den kontinentaleren Bereichen
Deutschlands. In Anhangstabelle B 1 sind LRT aufgelistet, deren Auftreten in größeren Flä-
chenanteilen in den ÖFS-Stichprobeflächen zu erwarten ist. Allerdings ist auch hier eine
endgültige Bilanz des tatsächlichen Anteils erst möglich, wenn die Ebene I der ÖFS umge-
setzt wird. Werden im Rahmen der ÖFS - wie vorgesehen - auch Kleingewässer bearbeitet,
würde sich die Liste in Tab. B 1 um weitere LRT erweitern (in der Natura 2000-Codierung
unter der Codenummer 3 geführt).
4.4.4 Tier- und Pflanzenarten der FFH-Richtlinie Aus mehreren Gründen ergeben sich bei Flora und Fauna eingeschränkte Überschneidun-
gen mit der ÖFS: Der überwiegende Teil der Arten der EU-Vogelschutzrichtlinie sowie der
FFH-Anhänge besiedelt naturnahe, extensiv genutzte oder wenig gestörte Biotoptypen. Ins-
besondere viele Vogel- und Säugetierarten sind auf großflächige Ausprägungen entspre-
chender LRT angewiesen, die im Rahmen der ÖFS nur in geringem Maße einbezogen wer-
den. Das Gleiche gilt für Endemiten mit relativ kleinen Verbreitungsgebieten, die in der FFH-
Richtlinie auftreten. Im Rahmen der ÖFS ist von besonderem Interesse, welche FFH-Arten
und Arten der Vogelschutzrichtlinie Ackerbiotope besiedeln. Da bei einer Berücksichtigung
von GVO-Aspekten in der ÖFS eine Verdichtung des Stichprobennetzes in Äckern vorge-
schlagen wird, werden in erheblichem Ausmaß Daten zu Ackerbesiedlern anfallen. Wir ge-
hen im Folgenden auf einige Arten aus der FFH-Richtlinie ein, die ihre ökologischen
Schwerpunkte in Ackerflächen haben, und beziehen dabei auch die Folge-Biotope aus Ä-
ckern ein, die sich bei einer Flächenstillegung einstellen (z.B. als trockene Sandbrachen oder
feuchte Hochstaudenbrachen). Tab. B 2 im Anhang fasst sie als Brach- und Ödflächen zu-
sammen.
4.4.4.1 Vögel Die Kartierung der Brutvögel soll im Rahmen der ÖFS den gesamten Quadratkilometer der
Stichprobenfläche umfassen. Somit werden Arten aus einer Vielzahl unterschiedlichster Bio-
78
toptypen einbezogen und ein großes Artenspektrum der EU-Vogelschutzrichtlinie kann durch
die ÖFS potenziell nachgewiesen werden. Von besonderem Interesse für Synergien zwi-
schen ÖFS und Natura 2000 sind Vogelarten der Intensivlandschaft, die zugleich nach der
EU-Vogelschutzrichtlinie geschützt sind. Tab. B 2 (Anhang) stellt solche Arten zusammen
und ordnet sie Gefährdungsgraden zu. Dabei wird nach den eigentlichen Ackerbesiedlern
und Arten der Brach- und Ödflächen differenziert. Wie Tab. B 2 zeigt, ist diese Liste - im Ge-
gensatz zu anderen Organismengruppen - relativ umfangreich.
Unter den Vogelarten der EU-Vogelschutzrichtlinie treten potenziell fünf Brutvogelarten in
Ackerflächen sowie drei Gastvogelarten auf. Unter den Brutvögeln zeigt die Großtrappe (Otis
tarda) eine regionale Beschränkung auf den Osten Deutschlands, unter den Gastvögeln
konzentrieren Singschwan (Cygnus cygnus) und Zwergschwan (Cygnus bewickii) ihre
Verbreitung auf den Norden Deutschlands (Ferguson-Lees & Willis 1987).
4.4.4.2 Pflanzen Für die Erfassung der Blütenpflanzen im Rahmen der ÖFS ist keine Eingrenzung hinsichtlich
der zu bearbeitenden Biotoptypen vorgesehen, evtl. soll es jedoch zu einer zusammenfas-
senden Gruppierung der Biotoptypen kommen. Deshalb kann ein Großteil der Pflanzenarten
aus der FFH-Anhangsliste II potenziell im Rahmen der ÖFS nachgewiesen werden. Inner-
halb der FFH-Pflanzenliste tritt - verglichen mit anderen Taxa - ein ungewöhnlich hoher An-
teil regional stark eingeschränkter Endemiten auf, wie z.B. Bodensee-Vergißmeinnicht (Myo-
sotis rehsteineri) oder Schierlings-Wasserfenchel (Oenanthe conioides) - Arten, deren
Nachweis innerhalb der ÖFS-Beprobung unwahrscheinlich ist.
Nach unseren Recherchen sind nur wenige Arten der FFH-Anhangsliste auf Ackerbiotope
beschränkt, wie unter den Blütenpflanzen die Dicke Trespe (Bromus grossus) (s. Tab. B3 im
Anhang), die sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet (Fartmann et al. 2001):
- Schwerpunkt in Wintergetreide, vor allem Dinkel,
- keine enge Bindung an Böden, verträgt hohe Düngergaben und die meisten Herbizide,
- vermehrt sich stark z.B. bei pflugloser Kultur,
- wenig ortsfest, da mit verunreinigtem Saatgut verbreitet.
Die Bestimmung dieser Trespe ist allerdings schwierig und derzeit nur mit Spezialliteratur
möglich (Fartmann et al. 2001). Ebenso ist die Kartierung sehr zeitaufwändig, da die gesam-
te Ackerfläche abgesucht werden muss. Auch das Hornmoos Notothylas orbicularis besiedelt
kalkfreie Getreidestoppeläcker und ist im Rahmen der Ackerbeprobungen der ÖFS relevant.
Im Rahmen der ÖFS-Datenerhebung sollten BearbeiterInnen besonders auf diese Arten hin-
gewiesen werden.
79
4.4.4.3 Weitere Tierartengruppen Die meisten Tiergruppen des Natura 2000 Systems werden in der vorliegenden Konzeption
der Basis-ÖFS (mit Brutvögeln als einziger Indikatorgruppe) nicht erfasst. Sollte es zu einer
GVO-spezifischen Erweiterung der ÖFS kommen, wären vor allem Schmetterlinge relevant
(s. Tab. B3 im Anhang und Modul „Fauna II“ der GVO-Umsetzungsmodule), während die von
uns ebenfalls als GVO-Erweiterung vorgeschlagenen Laufkäfer in den FFH-Anhangslisten
nur mit einer Art (Carabus menetriesi) vertreten sind. Diese Laufkäferart ist zudem aufgrund
ihrer Seltenheit und engen Bindung an Moore für die ÖFS wenig relevant.
4.4.4.4 Handlungsempfehlungen Dokumentation und Bewertung häufiger Anhang I-Lebensraumtypen der FFH-Richtlinie
innerhalb und außerhalb der FFH-Gebiete (Art. 11 der FFH-Richtlinie) als Basis für die Be-
richterstattung nach Art. 17 der FFH-Richtlinie. Die Entwicklung häufiger Vogelarten der
Normallandschaft innerhalb und außerhalb der Vogelschutzgebiete sollte dokumentiert wer-
den. Die erhobenen Daten sollten an die für das FFH-Monitoring zuständigen Stellen weiter-
geleitet werden.
1. Koordination der Datenerhebung und -weitergabe. Spätestens nach der Erst-
Durchführung der ÖFS sollte die Weitergabe der Daten für FFH geklärt werden. Bei einer
entsprechenden Abstimmung (insbesondere bei der Erhebung von Blütenpflanzen und
Brutvögeln) ergeben sich erhebliche Synergie-Effekte und ggf. auch Einsparmöglichkei-
ten für das FFH-Monitoring. Konkretisieren lassen sich solche Effekte aber erst während
der Durchführungen beider Monitoringprogramme.
2. Hohes Maß an Kongruenz bei den Prüfpunkten. Viele Prüfpunkte der ÖFS mit GVO-
Erweiterungen sind auch für das FFH-Monitoring relevant. Es sollte angestrebt werden,
diese Prüfpunkte und die damit verbundenen Parameter stärker aufeinander abzustim-
men. Einige Parameter in der ÖFS (wie zur Ausbreitung von Arten oder zur räumlichen
Struktur der Vegetation) lassen sich ohne Aufwand in das FFH-Monitoring übertragen.
Insgesamt kann die ÖFS mit GVO-spezifischen Erweiterungen wertvolle Zuarbeit für das
FFH-Monitoring liefern: so wären z.B. Funde von Bromus grossus, einer bisher nur in BW
nachgewiesenen Art, an die entsprechenden Erfassungsstellen weiterzuleiten. Da derzeit
innerhalb der Flora bei vielen Arten (klimabedingte) Arealexpansionen stattfinden, sollten
auch Arten mit regional eingeschränktem Verbreitungsbild einbezogen werden. Damit
werden mit der ÖFS zugleich wichtige Daten zur Verbreitung und Dynamik seltener Arten
erhoben.
3. Meldung von Daten aus ÖFS-Flächen. Die meisten Tiergruppen der FFH-
Anhangslisten werden in unserem Konzept der erweiterten ÖFS nicht berücksichtigt und
sind deshalb in Anhangstabelle B3 nicht aufgeführt (wie z.B. Amphibienarten). FFH-
80
Anhangs-Arten könnten jedoch in den ÖFS-Stichprobenflächen durchaus auftreten, z.B.
in Gewässern von Ackergebieten siedelnde Arten wie Knoblauchkröte (Pelobates fuscus)
oder Rotbauchunke (Bombina bombina). Bis zu einem gewissen Grade ist im Rahmen
der ÖFS auch das Auftreten totholzbewohnender Käfer in alten Wäldern zu erwarten.
Solche auffälligen, teils auch von Nichtfachleuten leicht bestimmbare Arten könnten wäh-
rend der ÖFS-Erfassungen an die entsprechenden FFH-Meldestellen weitergeleitet wer-
den.
4. Das Natura 2000-System ist von Risiken des GVO-Anbaus betroffen. Eine Verwilde-
rung und Ausbreitung von GVO kann sich auch über Natura-2000 Gebiete erstrecken
und die Habitatqualität von Arten negativ beeinflussen. Deshalb sollte das Monitoring das
mögliche Auftreten von GVO in Natura 2000-Gebieten berücksichtigen. Zeigt sich eine
Invasivität von GVO bis in Natura 2000-Gebiete hinein, ergibt sich ein unmittelbarer Kon-
flikt mit dem in § 33 Abs. 3 BNatSchG (Art. 6 Abs. 2 FFH-RL) normierten "Verschlechte-
rungsverbot" der Gebiete.
5 Kostensituation und Kostenabschätzungen Die Kosten stellen einen wichtigen Teilbereich für die Umsetzung und Machbarkeit des
GVO-Monitoring dar. Die Aufschlüsselung der Einzelposten nehmen wir für die Basisvariante
der ÖFS sowie die GVO-Erweiterungen vor. Diese Kosten vergleichen wir mit denen für das
Biodiversitätsmonitoring in anderen Staaten sowie denen für den Strahlenschutz.
5.1 Kosten für ÖFS und GVO-Erweiterungen Wir stellen im Folgenden die Kosten für die Basisvariante der ÖFS mit den wichtigsten hier
diskutierten GVO-Erweiterungen zusammen. Die Kostenabschätzung bezieht sich damit nur
auf einen Teil des zur Umsetzung des GVO-Monitoring insgesamt notwendigen Messrah-
mens. Einen Überblick über diesen Teil gibt Tab. 1 in der Einleitung, in der die entsprechen-
den Module bzw. Teilmodule grau unterlegt sind. Zusammengefasst sind dies aus dem Mo-
dul Transgenscreening I die Erhebungen und Nachweise zur Verbreitung von Transgenen
und –kombinationen in Kulturpflanzen und Kreuzungspartnern, die Module Flora und Vegeta-
tion, Fauna I und Fauna II sowie das Modul Biotopstrukturen. Bei der Kostenabschätzung
unterscheiden wir Kosten, die einmalig bei der Etablierung eines neuen Parameters in einem
Messnetz zu erwarten sind und die regelmäßig im Rahmen der Durchführung entstehen. Die
Aufstellung enthält zusätzlich eine Angabe zu den schätzungsweisen Kosten für eine bun-
desweite Koordination. Diese unterschiedlich konkreten Kostenangaben ermöglichen zumin-
dest eine grobe Einordnung der für das Gesamtkonzept ÖFS und GVO-Erweiterungen ge-
machten Kostenerwartungen.
81
Bei der folgenden Kostenaufstellung konnten wir auf Vorarbeiten der Ad hoc-AG (2004), der
Arbeitsgruppe angewandte Ökologie (AAÖ 2003) sowie Hintermann & Weber (2004) zurück-
greifen. Diese Daten fließen in die Gesamtkalkulation (Tab. 19) ein. Für das Erweiterungs-
modul „Laufkäfer" wurden die Kosten anhand eigener Recherchen ermittelt.
Für die Umsetzung von Modulen zur Fauna innerhalb der ÖFS berechneten Hintermann &
Weber (2004) ausführlich Startkosten und laufende Kosten für die einzelnen Tierarten und –
gruppen (s. Tab. 18). Die Methodik ist bereits hinsichtlich der zu erwartenden Variabilität ge-
prüft und der zu erwartende Beprobungsumfang darauf abgestimmt. Für die Kostenkalkulati-
on der GVO-Erweiterungen greifen wir auf die Ausführungen zum Erhebungsparameter
„Tagfalter“ in Hintermann & Weber (2004) zurück. Die in Tab. 18 dargestellten Abschätzun-
gen für andere Parameter können ggf. als Grundlage für die Planung GVO-spezifischer Mo-
nitoringmodule bzw. von GVO-Erweiterungen der ÖFS dienen. Eine genaue Aufschlüsselung
der Kosten hinsichtlich der Bearbeitungszeit pro Standort, Aufwand pro Region und Zeit-
schnitt findet sich in Hintermann & Weber (2004).
Tab. 18: GVO-relevante Tiergruppen für die ÖFS (HINTERMANN & WEBER 2004) Die Angaben beziehen sich auf die Kosten der Beprobung der für einen geographischen Raum not-wendigen Stichprobenquadrate (Wiederholungen pro räumlicher Variante) Parameter Biotop-
typen (ÖFS)
Empf. Mess-größe
Empf. Erhe-bungs-
methode
Betriebs-kosten pro Erhebungs-durchgang
(Euro)
Startkosten, einmalig
Total erste Erhebung Ceuto-rhynchus napi und C. assimilis (Rüssel-käfer)
Acker Indi-viduen-dichte
Bodenfoto-eklektoren (4 pro Schlag)
218.000 49.900 268.000
Waldmaus Acker Indi-viduen-dichte
standardisierte Capture-Recapture-Lebendfang-methode (200 / 1 qkm)
129.000 30.000 159.000
Tagfalter alle Bo-den-bedeck-ungs-typen
Artenzahl und Arten-bestände
standardisierte Transekt-methode 1
62.000 2
38.400 2
100.000 2
Kleiner Perlmutt-falter (Isso-ria latho-nia)
alle Bo-den-bedeck-ungs-typen
Abundanz standardisierte Transekt-methode
185.000 40.400 225.000
1 = 3 Begehungen von Wegtransekten 2 x 3 km innerhalb eines Quadrats; dabei direkte Beobachtung der Imagines ² = Parameter: Individuensumme, die Erhebung wird in 40 km-Quadraten durchgeführt. Für Landschaftstypen können Aussagen zu Artenzahl und Beständen gemacht werden.
82
Die Kostenabschätzung für die Erfassung der Laufkäfer orientiert sich an den methodischen
Vorgaben des Konzepts der ÖFS durch das Statistische Bundesamt & Bundesamt für Natur-
schutz (2000). Dabei ist vorgesehen, pro Stichprobenfläche ein 50 m langes Transekt 2-mal
pro Erhebungsjahr mit 6 Barber-Fallen zu beproben.
Die Kosten für einen Erhebungsdurchgang ergeben sich aus folgenden Einzelkosten:
- Fahrt: 2h (1h pro Weg)
- Installation der Fallen, Kontrolle: 2h
- Sortierarbeit: 3h (0.5 h/Bodenfalle)
- Determination 6h (1 h/Bodenfalle)
- Auswertung, Dokumentation: 1h
Summe: 14h Bei der Kalkulation ergeben sich allerdings große Unsicherheiten hinsichtlich der Sortierar-
beit und Determination: Je nach Standort, Witterungsverläufen und anderen Einflussgrößen
schwanken die Arten- und Individuenzahlen von Laufkäfern stark. In der obigen Berechnung
wurde die untere Grenze des Zeitaufwands zugrunde gelegt.
Für die Kostenberechnung legen wir in Anlehnung an Hintermann & Weber (2004) einen
Stundensatz von 40 Euro zugrunde, so dass sich pro Transekt (= Stichprobeneinheit) für 2
Durchgänge (Frühjahr und Herbst) à 560 Euro Kosten von insgesamt 1.120 Euro ergeben.
Der Erhebungsumfang umfasst insgesamt 840 Transekte in einer noch nicht festzustellen-
den Anzahl von ÖFS-Stichprobenflächen, womit sich die Gesamtkosten für die Laufkäfer auf
schätzungsweise 940.000 Euro belaufen.
5.2 Abschätzung der Kosten für die ÖFS mit ersten GVO-Erweiterungen Eine erste Kostenschätzung für die ÖFS mit derzeit absehbaren GVO-Erweiterungsmodulen
legte die Ad hoc-AG (2004) vor: Sie geht für die Basisvariante der ÖFS (bei einem Erhe-
bungsturnus von 5 Jahren) und einem Zusatzmodul für Transgenscreening von 5,1 Mio. Eu-
ro aus. Darin sind die allgemeine Teuerungsrate und die Kosten für eine bundesweite Koor-
dination berücksichtigt. Allerdings liegt dieser Kostenschätzung noch eine Stichprobenzahl
von 800 Flächen zugrunde, so dass sich angesichts einer derzeit auf 1.000 Flächen erhöh-
ten Flächenanzahl die Kosten für die Parameter um 25% erhöhen. Lediglich bei der Erhe-
bung von Flora und Fauna ändert die Anzahl nichts am Beprobungsumfang, der sich grund-
sätzlich an ausreichend Wiederholungen pro Raumvariante orientiert.
Die Ad hoc-AG berechnete die Kosten für die Kartierung der Kreuzungspartner von Raps
und für die anschließenden molekularbiologischen Analysen basierend auf praktischen Er-
fahrungen in Nordrhein-Westfalen. Diese Abschätzung hatte die Länderarbeitsgemeinschaft
Gentechnik (LAG) als „eher optimistisch“ eingestuft. Inzwischen wurde eine Beprobung auf
10 ÖFS-Flächen in Nordrhein-Westfalen durchgeführt, wobei die Untersuchungen eine flä-
83
chendeckende Erhebung von Zielartenpopulationen mit einschloss. Nach ersten Schätzun-
gen werden hier pro Stichprobenfläche Kosten von etwa 1.500 Euro angenommen (mündl.
Mittlg. Herr König LÖBF-Nordrhein-Westfalen, 2004). Da jedoch ein erheblich intensiveres
Erhebungsdesign gewählt wurde, nehmen wir diese Angabe als einen Hinweis, dass der für
das flächendeckende Screening vorgesehene, geringere Erhebungsumfang in dem vorgese-
henen Kostenrahmen geleistet werden kann.
Weitere Kritik an dem Kostenvorschlag der ad hoc-AG bezieht sich auf die Kosten für die
ÖFS Ebene I. Im Rahmen des „Pilotprojekt Naturschutzmonitoring Baden-Württemberg -
Ökologische Flächenstichprobe Ebene I - Landschafts- und Biotopqualität“ (AAÖ 2003) wur-
den bei der Durchführung dieser Erhebung Kosten von 2.200 Euro pro Stichprobenfläche
festgestellt. Da die Kostenangabe jedoch nicht nach einmaligen Einrichtungskosten und lau-
fenden Kosten für die Erhebungen selber differenziert, ist diese Zahl nur schwer zu interpre-
tieren. Wir gehen davon aus, dass in diesem Falle die Kosten für die Einrichtung der Daten-
basis an sich einen erheblichen Anteil ausmachen. Daher teilen wir den von der AAÖ (2003)
angegebenen Betrag hälftig in einmalige und laufende Kosten und erreichen damit wieder
den Kostenvorschlag der ad hoc AG, den wir an die aktuelle Stichprobenanzahl anpassen.
Tab. 19: Kostenkalkulation für die Elemente der ÖFS-Basisvariante mit GVO-Erweiterungen
Parameter
Kosten pro Erhebungszeitraum, 5 Jahre (in 1.000 Euro)
Startkosten, ein-malig
(in 1.000 Euro)
Quelle
ÖFS-Basisvariante
Ebene I1 1.375 1.100 AAÖ (2003)
Flora 1.000 30-50 Ad hoc-AG (2004)
Fauna I: Brutvögel² 1.875 30-50 Ad hoc-AG (2004)
Summe 4.250 1.160-1.200
GVO-Erweiterungen
Fauna II: Tagfalter 1.300 40.2 Hintermann & Weber (2004)
Fauna II: Laufkäfer 940 30-50 eigene Recherche
Populationskartierung
/ Transgenscreening3
1.250 30-50 Ad hoc-AG (2004)
Summe 7.740 1290.2 bis 1390.2
Koordination 500
Gesamtkosten 8.240 1 = AAÖ (2003) berechnet 2200 Euro für eine erste Durchführung der ÖFS, Ebene I. Die Rechnung unterscheidet
nicht zwischen einmaligen und laufenden Kosten
² = Die Kosten für das Modul Brutvögel verstehen sich unter der Annahme, dass das Beobachtungsprogramm
von den Behörden aufgesetzt wird. Für eine entsprechende Bearbeitung durch den Deutschen Dachverband der
Avifaunisten (DDA) auf Basis von Laienarbeit ergeben sich voraussichtlich geringere Kosten 3 = Populationskartierung aus Modul Flora und Vegetation und Transgenscreening von Kulturpflanzen und Kreu-
zungspartnern aus Modul Transgenscreening I
84
Tab. 19 stellt die sich ergebenden Gesamtkosten für die Basis-ÖFS mit GVO-Erweiterungen
zusammen. Für den Erhebungsumfang ergeben sich über den Erhebungszeitraum von 5
Jahren hiermit Kosten von knapp. 8,24 Mio. Euro. Eingeschlossen sind in diesem Betrag ca.
500.000 Euro, die für eine bundesweite Koordination vorzusehen sind. Daraus ergibt sich ein
Betrag von etwa 1,6 Mio. Euro pro Jahr. Einmalig sind demnach zu Beginn Einrichtungs-
kosten von ca. 1,3-1,4 Mio. Euro vorzusehen.
Die hier gemachten Kostenabschätzungen enthalten noch gewisse Unsicherheitsfaktoren.
Insbesondere für die Erhebungen der ÖFS Ebene I dürften in den Bundesländern sehr un-
terschiedliche, z.T. durchaus sehr gute Datenbasen vorliegen. Bei der Umsetzung ist hier mit
einer erheblichen Kostenstreuung zu rechnen. Auch die Abschätzungen für die biotischen
Parameter weisen an verschiedenen Stellen Lücken auf, die im Rahmen von Pilotstudien
oder über weitere Recherchen geschlossen werden können.
5.3 Kosten bestehender Monitoringprogramme zur Biodiversität in anderen Ländern
Für Deutschland liegt uns keine Gesamtübersicht zu den Kosten der bereits bestehenden
Messnetze für Umweltmonitoring vor. Allein für Schweden konnten wir eine nationale Ge-
samtbilanz ermitteln (Tab. 20): Die Ausgaben für Umweltmonitoring insgesamt betrugen im
Jahre 2003 knapp 78 Mio. Schwedische Kronen, dies entspricht fast 8 Mio. Euro. Aus den
Daten ist allerdings nicht vollständig ableitbar, in welchen Bereichen Biodiversitätsmonitoring
betrieben wird.
Tab. 20: Ausgaben für nationales Umweltmonitoring in Schweden 2003 (BERNES 2003)
Bereich
Ausgaben (Mio. Schwedische
Kronen)
Ausgaben (Tau-send Euro)
Luft 7,6 690 See und Küste 17,2 1.560 Süßwasser 11,3 1.027 Feuchtgebiete 1,0 900 Wälder 12 1.090 Gebirge 1,5 136 Landwirtschaft 7,5 681 Gesundheit 5,6 509 Toxische Substanzen Koordination
7,6 690
Landschaft 6,5 590 Summe 77,8 7.873
Die Kosten für ein Biodiversitätsmonitoring konnten wir für die Schweiz recherchieren: Da-
nach werden in 2005 3 Mio. Franken (1,93 Mio. Euro) veranschlagt (HINTERMANN et al.
85
2002), angesichts der geringen Flächengröße der Schweiz (41.284 km2) gegenüber
Deutschland (357.022 km2) ist dies ein erheblicher Betrag.
Ein Beispiel für die Kosten eines investigativen GVO-Monitoring liegt mit den „farm scale
evaluations“ in Großbritannien vor. Im Rahmen des Programms wurden 1998-2002 5 Mio.
Pfund (ca. 7,2 Mio. Euro) zur Untersuchung der Auswirkungen von Herbizidresistenztechnik
ausgegeben (CSIRO 2003).
5.4 Kosten des Strahlenschutz-Monitoring Als Beispiel für ein seit langem bestehendes Frühwarn- und Beobachtungssystem geben wir
eine grobe Übersicht über Inhalte und laufende Kosten des Strahlenschutzes. In diesem
Umweltproblembereich wurde ein komplexes Überwachungssystem etabliert, das über un-
terschiedliche raum-zeitliche Skalen und unterschiedlich sensible Messparameter in der La-
ge ist, ein sehr differenziertes Bild über die jeweilige Belastungssituation zu geben.
Tab. 21: Kosten für Verwaltung (Genehmigung und Stilllegung von Kernanlagen) und Kosten-abschätzung für Strahlenüberwachung in Deutschland
Bereich Kosten Bund und Länder
(pro Jahr in Mio Euro)
a.) Verwaltungskosten 198*
b.) Strahlenüberwachung in den Bereichen:
Radioaktivität in der Atmosphäre 3,2
Binnengewässer 6,8
Verschiedene Medien (wie Lebensmittel, Grund- und Trinkwasser)
7,2
Ganzkörpermessungen an Personen 0,13
Kosten Strahlenüberwachung gesamt ca. 17,33 * Bericht „Atomaufsicht im Hinblick auf Genehmigungs- und Aufsichtsverfahren für Kernkraftwerke, Forschungsreaktoren sowie die Stilllegung der Anlagen“ http://www.bmu.de/files/bericht_atomrecht.pdf
Statusparameter werden in diesem Zusammenhang nicht erhoben. Die Kosten für die Um-
setzung des Strahlenschutzgesetzes teilen sich in a) Verwaltungskosten (Bund: 37 Mio. Eu-
ro/Jahr; Länder 161 Mio. Euro/Jahr) und b) Kosten für die Strahlenüberwachung (insgesamt
ca. 17,33 Mio. Euro/Jahr, siehe Tab. 21) und c) in Kosten für Katastrophenschutz und tech-
nische Vorsorge im weitesten Sinne.
Zu den Verwaltungskosten gehört die Atomaufsicht im Hinblick auf Genehmigungs- und Auf-
sichtsverfahren für Kernkraftwerke, Forschungsreaktoren sowie die Stilllegung der Anlagen.
Die Strahlenüberwachung umfasst mehrere Bereiche:
1. Überwachung der Radioaktivität in der Atmosphäre in mehreren Messnetzen, die Be-
standteile des IMIS sind (Integriertes Mess- und Informationssystem zur Überwachung der
86
Umweltradioaktivität). Das IMIS wird vom Bundesamt für Strahlenschutz (Salzgitter) im Auf-
trag des BMBF fachlich und technisch betreut und enthält u.a.
- ein Messnetz mit ca. 2.150 Messorten,
- 12 Stationen zur Luftüberwachung bezüglich radioaktiver Isotope,
- 6 Messfahrzeuge zur Bestimmung der Bodenaktivität,
- Spurenanalysen von Aktivitätskonzentrationen von Radionukliden in der bodennahen Luft
und im Niederschlag.
Die Daten werden auch im Rahmen der europaweiten Überwachung der Umweltradioaktivi-
tät für die EU-Berichterstattung nach Art. 35/36 EURATOM bereitgestellt.
2. Überwachung der Binnengewässer: Aus ca. 450 Mess-Stellen der Länder sowie zusätz-
licher Mess-Stellen der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) werden jährlich ca. 15.000
Einzelwerte erhoben und ausgewertet.
3. Überwachung verschiedener Medien wie Lebensmittel, Nahrungsmittelpflanzen sowie
Pflanzen, die als Futtermittel dienen, tierische Produkte, Abwasser, Klärschlamm, Reststoffe
und Abfälle aus ca. 16.000 Proben jährlich, die von den Ländern entnommen und analysiert
werden.
4. Ca. 450 Ganzkörpermessungen von Radioaktivität an Personen aus dem Raum Mün-
chen und Karlsruhe.
Damit wird deutlich, dass durch Bund und Länder ein erheblicher Überwachungsaufwand für
den Bereich Radioaktivität betrieben wird: Die Kostenaufwendungen (siehe Tab. 21) sind,
trotz der erheblichen Effizienz, die dieses Messnetz bereits erreicht hat, mehr als das 10-
fach höher als für die von uns kalkulierten Kosten für ein Biodiversitätsmonitoring im Rahmen
der ÖFS mit GVO-Erweiterungen.
Abschließend stellen wir zusammen, welcher Nutzen aus den Erhebungen für die ÖFS ent-
stehen würde – für Natur und Umwelt sowie für Mensch und Gesellschaft.
6 Resümee: Nutzen der ÖFS mit GVO-Erweiterungen
6.1 Was kann die ÖFS leisten? Eine Umsetzung der ÖFS bringt notwendige Daten zur Belastung und zum Zustand von Na-
tur und Landschaft für Politik, für wirtschaftliche Analysen und für Planungsprozesse glei-
chermaßen: Wie ist es um die Artenausstattung in unserer Region, in ganz Deutschland be-
stellt? Wo nimmt sie ab? Wo steigt die Vielfalt an? Hat sich die Situation in der Normalland-
schaft verbessert oder verschlechtert? Werden in ihr die Überlebenskünstler noch häufiger?
Dringen Neophyten und Neozoen weiter vor? Wie müssen die Raumplanung und die Ge-
setzgebung auf solche Prozesse reagieren? Durch ein repräsentatives Monitoring lassen
sich erstmals bundesweite Prioritäten für den Naturschutz anhand der objektiven Kenntnis
87
der überregionalen Situation setzen, was bisher aufgrund sektoraler und regionaler Daten
nicht möglich ist.
Die Untersuchung der Normallandschaft folgt der Einsicht, dass biologische Vielfalt nicht
allein in isolierten Schutzgebieten bestehen kann. Vielmehr stehen Schutzgebiete und Nor-
mallandschaft in engen Interaktionen, die gleichermaßen beobachtet werden müssen. Von
daher ist ein Monitoring, wie es innerhalb des FFH-Monitoring vorgesehen ist, fragmenta-
risch und für sich allein bestehend unzureichend.
Ebenso reicht ein Umweltmonitoring nicht aus, das sich auf Schadstoff- und Klimamessun-
gen oder Holzertragsschätzungen beschränkt. Vielmehr gehört dazu auch, Landschaft und
die Vielfalt in ihr repräsentativ und regelmäßig zu beobachten. Ein Biodiversitätsmonitoring
sollte nicht bei der Registrierung von Arten stehen bleiben, sondern vielmehr zeigen, dass
Arten der Normallandschaft einen wichtigen Beitrag leisten, Belastungen auszugleichen oder
zu regulieren. Aus dem Zusammenwirken von biotischer und abiotischer Umwelt ergeben
sich wichtige Ökosystemleistungen, die in der Normallandschaft vom Menschen in Anspruch
genommen werden wie z.B. die Produktion von Nahrung, Energieträgern und Rohstoffen,
Reinigung von Wasser und Erzeugung von Sauerstoff.
Die ÖFS soll einen wichtigen Beitrag zur notwendigen Überwachung liefern, um Umweltleis-
tungen zu erhalten und Natur nachhaltig zu nutzen. Dabei unterstützt das bundesweit reprä-
sentative Erhebungsdesign eine aussagekräftige Berichterstattung über den Zustand von
Natur und Umwelt im Wechselspiel mit landes- und bundespolitischen Rahmenbedingungen.
Auch andere Politikbereiche können so nach dem Prinzip einer nachhaltigen Entwicklung
ausgestaltet werden. Die aktuelle Diskussion um die kommerzielle Nutzung gentechnisch
veränderter Pflanzen zeigt, dass sich auch internationale Regelungen und solche der EU auf
Natur und Umwelt in Deutschland auswirken.
6.2 Synergien zwischen ÖFS und GVO-Monitoring Der Gesetzgeber sieht eine Überwachung der erwarteten bzw. unerwarteten, kurz- oder
langfristigen Umweltwirkungen eines großflächigen Anbaus von GVO vor (s. Kap. 1.3). Dabei
liefert ein bundesweites repräsentatives Stichprobennetz wertvolle Informationen zu einer
„baseline“, also zum Ausgangszustand entsprechender Messgrößen. Wir haben in dieser
Studie gezeigt, dass schon eine relativ geringfügige Erweiterung von Parametern der ÖFS-
Basisvariante wichtige Prüfpunkte eines GVO-Monitoring abdecken kann. Mit Ausnahme des
flächendeckenden Transgen-Screening sind diese Prüfpunkte zugleich geeignet, die Aussa-
gekraft der ÖFS hinsichtlich Belastungen und Zuständen der Natur aufzuwerten.
Erste Erprobungen der ÖFS in Nordrhein-Westfalen zeigten die engen Wechselwirkungen
zwischen Zustand der Landschaft und Arten. Bei den Brutvögeln wirkten sich viele Parame-
ter der Nutzung auf die Bestände einzelner Indikatorarten aus (s. Kap. 3.3.5). Diese Interak-
88
tionen sind auch für ein GVO-Monitoring hilfreich, z.B. wenn die Auswirkungen der HR-
Technik auf die Biodiversität überwacht werden sollen.
Viele Parameter, die sich aus der Flora ableiten lassen, dienen zugleich als Belastungsan-
zeiger in der Normallandschaft und für mögliche GVO-Wirkungen, wie die verschiedenen
Zeigerwerte oder Strukturdaten. Besonders im Hinblick auf die nächsten Generationen von
GVO, die eine Invasivitätsproblematik verstärkt mit sich bringen können, sind diese Parame-
ter hilfreich. Gehölze oder Gräser (wie Alopecurus-Arten für Golfrasen) zeigen möglicherwei-
se erhöhte Konkurrenzkraft gegenüber der heimischen Flora und größere Resistenz gegen-
über abiotischem Stress. Dabei leistet insbesondere ein flächendeckendes Überwachungs-
system wie die ÖFS wichtige Dienste, die durch kein anderes Monitoringprogramm ersetzt
werden können. Strukturdaten aus Ebene I (Biotoptypen) würden potenzielle Umschich-
tungsprozesse in Ebene II ergänzen: Wenn sich z.B. per Fernerkundung sichtbare Etablie-
rungen von GVOs in Biotopen zeigen, kann dies in Ebene II durch genaue Strukturanalysen
der Vegetation weiter verfolgt werden.
Synergien sind auch bei Tagfaltern und Laufkäfern zu erwarten: Da Tagfalter als Raupe und
Adulte unterschiedliches ökologisches Verhalten zeigen und oft auch verschiedene Habitate
bewohnen, sind sie geeignet, mehrfache Belastungsfaktoren anzuzeigen. Von einer Nähr-
stoffbelastung und einer verringerten Beikrautdiversität sind insbesondere die an bestimmten
Futterpflanzen fressenden Raupen betroffen, wenn ihre Nahrungspflanzen ausfallen oder
dezimiert werden wie z.B. der Kleine Perlmuttfalter (Issora lathonia), der an Ackerveilchen
(Viola spec.) lebt. Bei adulten Tagfaltern, die im Acker auch Blüten besuchen, kann es zu
einer direkten Wirkung von B.t.-Toxinen kommen. Die Erhebung der Tagfalter, welche aus
Kostengründen nur an Adulten vorgenommen wird, gibt demnach Aufschluss über Wirkun-
gen auf Raupen wie auf adulte Tiere. Ebenso können sich generelle Insektizideffekte mit
diesen Wirkungen überlagern (Andreas Lang, mdl. 2004). Insgesamt können Veränderungen
in der Tagfalterfauna im Sinne eines „Frühwarnsystems" für Biodiversitäts- und GVO- Moni-
toring gleichermaßen verwendet werden. Im Rahmen der ÖFS ist eine ausreichend große
Datenmenge zu erwarten, um weitere biodiversitätsmindernde Faktoren wie große Acker-
schläge mit geringem Anteil von Randstrukturen analysieren zu können.
Bei den Laufkäfern ist eine deutliche Reaktion auf Ackernutzung gut erforscht (Basedow
1989). Bei intensiver mechanischer Bearbeitung von Äckern verschwinden z.B. große Arten
wie Carabus auratus zugunsten kleiner, störungstoleranter Arten (Heydemann & Meyer
1983). Ackerränder können dann eine Refugialfunktion übernehmen, da in ihnen die Stö-
rungsraten meist geringer sind. Die Herbizidresistenztechnik kann sich sekundär auf die Di-
versität von Laufkäfern in Randbereichen auswirken, indem Strukturreichtum oder De-
ckungsgrad der Vegetation verringert werden. Im Rahmen der ÖFS würde die Datenmenge
ausreichend sein, die große Heterogenität von Ackerrändern statistisch erfassen zu können.
89
Hier zeigen sich viel versprechende Analysemöglichkeiten durch Einbeziehung der Ebene I
in Ebene II der ÖFS.
Weiterhin könnten sich zahlreiche Parameter, die im Rahmen der ÖFS für andere Taxa he-
rangezogen werden, wie Natürlichkeitsgrade, Lebensstrategien oder Störungstoleranzen
auch für Tagfalter und Laufkäfer eignen. Insgesamt bietet sich ein großes Potenzial neuer
zusätzlicher Auswertungsmöglichkeiten, indem z.B. ökologische Funktionsgruppen oder der
Vollständigkeitsgrad von Zoozönosen in die Datenauswertungen einbezogen werden.
Nach Umsetzung der ÖFS ist zu prüfen, wie weit es sinnvoll ist, sie stufenweise zu erweitern
(wie in der Optimalvariante vorgesehen). Andere Länder wie Großbritannien oder die
Schweiz haben im Laufe ihres Biodiversitätsmonitoring erkannt, dass weitere Indikatoren-
gruppen wichtige zusätzliche Umweltproblembereiche abdecken.
Als nahe liegender Schritt sollte der Boden in die Überwachung einbezogen werden. Die
Organismen in Ackerböden sind möglichen GVO-Wirkungen unmittelbar ausgesetzt und die
Leistungen der Bodenzönose tragen entscheidend zur Nutzbarkeit des Ökosystems bei. Eine
weitere Abdeckung von Umweltmedien würde die Erweiterung der ÖFS durch Gewässeror-
ganismen mit sich bringen. Dabei würden vor allem über den Acker hinausreichende Wir-
kungen erfassbar sein und zudem die funktionellen Zusammenhänge zwischen Erdreich,
Vegetationsschicht und Wasser noch besser beleuchtet werden können. Nach Umsetzung
der ÖFS ist zu prüfen, wie weit eine stufenweise Erweiterung der ÖFS (wie in der Optimalva-
riante vorgesehen) sinnvoll ist.
6.3 Hand in Hand mit anderen Umweltüberwachungen – Das Konzept der in-tegrierten Messstellen
Um das GVO-Monitoring vollständig zu etablieren, ist die Integration einer Reihe von Um-
weltmessnetzen erforderlich. Das Modul 1 „Transgenverbreitung“ kann nur umgesetzt wer-
den, wenn Daten aus dem GVO-Anbauregister, der Überwachung des Saatgutverkehrsge-
setzes und molekulargenetische Analysen von Proben aus den Pollenmessnetzen zur Ver-
fügung stehen.
Letztendlich ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen, wenn das Umsetzungsmodul
„Boden“ über das bereits bestehende Messnetz der Bodendauerbeobachtung (BDF) umge-
setzt werden kann. Synergiepotenzial steckt auch in der Nutzung von Daten der Pflanzen-
schutzdienste, des Bundessortenamts und von Gewässermessnetzen, die schon erhoben
werden oder im Zuge der Wasserrahmenrichtlinie eingerichtet werden. Eine Harmonisierung
und ggf. notwendige Erweiterung dieser Messnetze wird zwar Anfangskosten verursachen,
die sich jedoch im Hinblick auf den potenziellen Nutzen langfristig unbedingt auszahlen.
Die Beispiele zeigen, wie wichtig die Integration bestehender Messnetze ist, um komplexe
und vielschichtige Umweltbereiche zu überwachen. Gerade die GVO-Problematik verlangt
90
wegen ihrer multidimensionalen Auswirkungen eine solche Integration. Eine integrierte Um-
weltüberwachung wurde bereits als ein Kernpunkt für die Ökologische Umweltbeobachtung
(Schönthaler et al. 2003) diskutiert. Leitgedanke ist dabei, Daten aus allen umliegenden
Standorten eines Naturraums an einer Stelle, der integrierten Dauerbeobachtungsfläche
(IDF) zusammenzuführen und zu bewerten. So können Aussagen über den ökologischen
Gesamtzustand eines Landschaftsausschnitts gemacht werden. Dieses Ziel wurde bereits in
Vorhaben des UBA und des Statistischen Bundesamtes verfolgt (Fränzle et al. 2001, Schön-
thaler et al. 2003). Die IDF bietet eine erhebliche Informations-Rückkoppelung zu allen betei-
ligten Messnetzen und zugleich ein Datennetz, um komplexe und lebenswichtige Zusam-
menhänge wie Ökosystemfunktionen und –leistungen zu beobachten und zu erforschen.
6.4 Synergien mit dem FFH-Monitoring Die wichtigsten Synergie-Effekte zwischen ÖFS und FFH-Monitoring wurden bereits aufge-
zeigt (Kap. 4.4). Hinsichtlich des Artenmonitoring sind Synergien zwischen ÖFS und FFH-
Monitoring besonders bei den Vögeln (s. Tab. B2 Anhang) und Tagfaltern zu erwarten (Tab.
B 3 Anhang). Wie das Beispiel des Biodiversitätsmonitorings in der Schweiz zeigte, werden
bei repräsentativer Beobachtung von Normallandschaften immer wieder unerwartete Verbrei-
tungsbilder aufgedeckt. Viele als geographisch restriktiv eingestufte Arten können durchaus
in größeren Arealen zu erwarten sein.
Angesichts der bestehenden Berichtspflichten für die EU und der nicht zu vernachlässigen-
den Kosten für das FFH-Monitoring allein lassen sich bei einer effektiven Koppelung mit der
ÖFS erhebliche Kosten sparen. Dabei tun sich gleichermaßen aus Ebene I und Ebene II der
ÖFS Synergie-Effekte auf: Durch die ÖFS werden die wesentlichen Belastungsfaktoren auf-
gedeckt (wie Zerstörung, Zerschneidung, Nutzungsintensivierung oder –aufgabe, Eutrophie-
rung), die auf das Schutzgebietssystem einwirken. Auch wenn sich das FFH-Monitoring in
erster Linie auf naturnahe bzw. extensiv genutzte Lebensräume bezieht, stehen diese doch
mit der Normallandschaft in engem Zusammenwirken. Hier sollte vordringlich auf diese
Wechselwirkungen zwischen Ökosystemprozessen in stark, wenig genutzter und ungenutz-
ter Landschaft geachtet werden. FFH-Monitoring und ÖFS können dabei eine geradezu idea-
le Kombination bieten. Immerhin liegen nach einer ersten Schätzung – je nach vorherr-
schender Landnutzung – zwischen 0.7 % und 3 % der Schutzgebietsflächen Deutschlands
innerhalb von ÖFS-Stichprobenflächen (Mitschke et al. 2005). Die Gesamtheit der ÖFS-
Stichprobeflächen deckt dagegen einen geringeren Anteil, nämlich 0.35 % der Fläche
Deutschlands ab. Durch die ÖFS können insbesondere die flächenhaft verbreiteten, nicht
prioritären FFH-Lebensraumtypen (s. Tab. B1 im Anhang) beobachtet werden, die zu einem
erheblich geringeren Anteil in FFH-Gebieten liegen (z.B. in Schleswig-Holstein um 30%, mit
erheblicher Variation). Bei einer flexiblen Auswahl der ÖFS-Stichprobenflächen ließe es sich
91
einrichten, FFH-Lebensraumtypen außerhalb der Schutzgebiete repräsentativ zu erfassen –
der Synergie-Effekt wäre dann besonders groß. Weiterhin kann die ÖFS einen wichtigen
Beitrag zur Fortschreibung der Roten Liste Biotoptypen leisten, was bisher nur mit großem
Aufwand möglich ist.
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I
8 Anhang
Anhang A: Kulturpflanzen und gentechnische Veränderungen
Tab. A1: Kulturpflanzen, an denen gentechnische Veränderungen vorgenommen werden
(X a Lheureux et al. 2003, X transgen (http://www.transgen.de/Suchen/search.php?typ=1; Stand 16.12.03). Wirkung der gentechni-schen Veränderung
Art bzw. Arten-Gruppe H
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weitere
Ananas X X Apfelbäume X X Aubergine X X Banane X Bäume Xa Baumwolle Xa Xa Birne X Blumen Xa Xa Blumenkohl X X X Bohne X X X Broccoli X X X
Cassava Verbesserung der Produkt-
qualität Chicoree Xa Xa Dattelpflaume X X X Erbse X X
Erdbeere X X Veränderung des Blühzeit-
punkts Erdnuss X
Eukalyptus Wachstums-beschleuni-
gung Flachs X Futterrübe Xa Gartenkürbis X Gerste Xa X X Getreide Xa Xa Xa Grapefruit X X X Gräser Xa Xa Gurke X X X Hafer X Himbeere X
II
Hopfen X Verbesserung der Produkt-
qualität
Kaffee X Senkung des Koffeingehal-
tes
Kakao X X X X X größere Bohnen
Karotten X Xa Kartoffel Xa Xa Xa Xa Xa Xa Xa Xa Kirsche X Kiwi X X Kohl X X X Kokosnuss X X Linse X Lupine X
Luzerne X Verbesserung der Produkt-
qualität Mais Xa Xa Xa Xa X Xa Mango X X X Melone X Xa Nelke Xa Xa Obstbäume Xa Xa Olive X Orange X X X Papaya X Pappeln X Paprika X X X Pfeffer X X X Pflaume X X Radicchio X X Raps Xa Xa Xa Xa Xa Reis Xa X X X Xa Rosen X X Salat X X Senf X Sojabohne Xa Xa X X X Sonnenblume Xa X Süßkartoffel X X X Tabak Xa Xa Tomaten X Xa X Xa Xa Xa Walnuss X X X X Wasser- melone X
Weintraube X Weizen Xa Xa Zucchini X Zuckermais Xa Zuckermelone X X X Zuckerrohr X X X Zuckerrübe Xa Xa Xa Zwiebel X X
III
Tab. A2: GVP, mit deren Inverkehrbringen in 6-10 Jahren gerechnet werden muss
Überwiegend befinden sich die gentechnisch veränderten Kulturarten in der Feldversuchsphase, d.h. es sind noch keine Anträge auf Inverkehrbringen gestellt worden (Lheureux et al. 2003, transgen 2003).
Art / Wirkung der gentechnischen Veränderung Kulturpflanze
Herbizid-Toleranz Getreide (Weizen, Reis, Gerste)
Virus-Resistenz Zuckerrübe, Kartoffel, Tomate, Melone, Fruchtbäume (keine weiteren Angaben)
Pilz- und Virus-Resistenz Kartoffeln, Früchte (keine weiteren Angaben) Pilz-Resistenz Raps, Weizen, Sonnenblume, Fruchtbäume Modifizierung/Steigerung des Proteingehaltes Raps, Mais, Kartoffel Steigerung „erucic acid“? Raps (für technischen Gebrauch) Modifikation des Fettsäuregehaltes Raps, Sojabohne Modifikation der Stärke/Oligosaccharide Mais, Kartoffel, Zuckerrübe
Tab. A3: GVP, mit deren Inverkehrbringen frühestens in 10 Jahren gerechnet werden muss.
Größtenteils befinden sich die gentechnischen Modifikationen noch in der Forschungs- und Entwick-lungsphase (Lheureux et al. 2003, transgen 2003).
Art / Wirkung der gentechnischen Veränderung Kulturpflanze
Resistenz gegen abiotischem Stress, Steigerung des Ernteertrags
vor allem bei Getreide, Gräsern und Kartof-feln, aber auch bei anderen Pflanzen
gesundheitsbezogene Zusammensetzungen („health-related compounds“)
Tabak, Mais, Tomate, Kartoffel (diese werden oft in Laborprojekten genutzt)
Steigerung „funktioneller“ Inhaltsstoffe „Grundnahrungsmittel“ wie Reis oder Gemü-se (z.B. Karotten, Tomaten)
Nutzung von Pflanzen als Bioreaktoren für die Produktion einer hohen Bandbreite an (hoch-wertigen) Substanzen
noch nicht klar
Modifikation des Ligningehaltes Bäume (keine weiteren Angaben)
IV
Tab. A4: Bei der Europäischen Kommission unter Direktive 2001/18/EC gestellte Anträge auf Inverkehrbringen.
(Stand 26. Februar 2003, Lheureux et al. 2003, *transgen 2003)
GVP Art bzw. Wirkung
der gentechnischen Veränderung
Verwendungszweck Stand der Zulassung
Raps Herbizid- Resistenz (GT 73)
Import, industrielle Ver-arbeitung, Futtermittel (kein Anbau)
ausstehend, Antrag 16/01/03 bei EU Kommission gestellt
Mais (Roundup Ready NK603)
tolerant gegenüber Glyphosat- Herbizid
Import, industrielle Ver-arbeitung, Futtermittel (kein Anbau)
ausstehend, Antrag 17/01/03 bei EU Kommission gestellt
Mais (Hybrid MON810xNK603)
Glyphosat- Toleranz und Bt toxin enthal- tend
Import, industrielle Ver-arbeitung, Futtermittel (kein Anbau)
ausstehend, Antrag 15/01/03 bei EU Kommission gestellt
Kartoffel veränderte Stärkezu-sammen-setzung
Anbau, industrielle Stärkeproduktion (nicht für die menschli-che Ernährung)
ausstehend, Antrag 15/01/03 bei EU Kommission gestellt (18/07/02 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Raps (Ms8, Rf3) keine Angabe
Import und Anbau als Futtermittel und für die industrielle Verarbei-tung
ausstehend, Antrag 05/02/03 bei EU Kommission gestellt (19/05/98 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Sojabohnen (A 2704-12 und A 5547-127)
Glufosinat- Toleranz Import (keine weitere Angabe)
ausstehend, Antrag 05/02/03 bei EU Kommission gestellt
Zuckerrübe (Roundup Ready T9100152)
Glyphosat- Toleranz Anbau, Futtermittel, Herstellung von Zucker und anderen Produkten
ausstehend, Antrag 05/02/03 bei EU Kommission gestellt
Raps (FAL-CON GS40/90pHoe6/Ac)
tolerant gegenüber Glufosinat- Ammon- ium- Herbiziden
Import und Anbau
ausstehend, Antrag 07/02/03 bei EU Kommission gestellt (30/11/00 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Zuckerrübe (Roundup Ready H7-1)
Glyphosat- Toleranz Anbau Herstellung von Zucker und anderen Produkten
ausstehend, Antrag 07/02/03 bei EU Kommission gestellt
Mais (MON 863 X MON 810)
Schutz gegen be-stimmte Insektenpla-gen
Import (kein Anbau) ausstehend, Antrag 07/02/03 bei EU Kommission gestellt
Raps (T45) tolerant gegenüber Glufosinat- Ammon- ium- Herbiziden
Import, Futtermittel, industrielle Verarbei-tung
ausstehend, Antrag 10/02/03 bei EU Kommission gestellt
Mais (Linie 1507—CRY1F)
Herbizid- und Insek-ten- Resistenz
Import und Verarbei-tung (kein Anbau)
ausstehend, Antrag 12/02/03 bei EU Kommission gestellt
Baumwolle (Linie 531)
Insekten- Schutz, expremiert Bt cry1A(c)
Import, Verarbeitung und Anbau
ausstehend, Antrag 12/02/03 bei EU Kommission gestellt (14/07/98 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Baumwolle (Roundup Ready Linie 1445)
Herbizid- Toleranz Import, Verarbeitung und Anbau
ausstehend, Antrag 12/02/03 bei EU Kommission gestellt (14/07/98 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Mais (Roundup Ready GA21)
Glyphosat- Toleranz Futtermittel, industrielle Verarbeitung
ausstehend, Antrag 13/02/03 bei EU Kommission gestellt (22/09/00 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
V
GVP Art bzw. Wirkung
der gentechnischen Veränderung
Verwendungszweck Stand der Zulassung
Mais (Mais-Gard/Roundup Ready gewon-nen aus MON 810 und GA21)
tolerant gegenüber Glyphosat und dem Cry1Ab Protein des B.t.
Import, Futtermittel, industrielle Verarbei-tung (kein Anbau)
ausstehend, Antrag 13/02/03 bei EU Kommission gestellt
Mais (1507 oder B.t. Cry1F 1507)
keine Angabe Import, Futtermittel, industrielle Verarbei-tung, Anabu
ausstehend, Antrag 13/02/03 bei EU Kommission gestellt
Futterrübe (Roundup Ready Linie A5/15)
keine Angabe Anbau, Futter
ausstehend, Antrag 26/02/03 bei EU Kommission gestellt (23/06/98 positiv durch EU Scientific Committee beurteilt)
Mais * (B.t. 11)
Schutz vor Insekten (Ostrinia nubilalis, Sesamia nonagrioi-des)
Futtermittel, menschli-che Ernährung („sweet corn“), industrielle Ver-arbeitung
ausstehend, Antrag Jan. 03 (?) bei EU Kommission gestellt (30/11/03 positiv durch EU Scientific Commit-tee beurteilt)
Baumwolle* (Linien 10215 und 10222)
Brombxnnil- Toleranz Import von Samen und Produkten
ausstehend, keine Angabe zum Datum der Antragstellung gefunden
Reis* (LLRICE 62)
Glufosinat- Toleranz Import, Nutzung wie jeden anderen Reis
ausstehend, Antrag 22/08/03 bei EU Kommission gestellt
VI
Tab. A5: Zeithorizont gentechnisch veränderter Pflanzen, in dem ihr Inverkehrbringen zu er-warten ist.
(Quelle: Lheureux et al. 2003) 1 Getreide inklusive Weizen und Gerste 2 geringe Zahl von Feldversuchen 3 sehr geringe Zahl von Feldversuchen
Eigenschaft Forschungs &
Entwicklungs Phase (in frühestens 10 Jah-
ren zu erwarten)
Freisetzungsphase (in 6-10 Jahren zu
erwarten)
Anträge auf Inverkehrbringen
genehmigt oder im Antragsverfahren (in den nächsten
5 Jahren zu erwarten)
Herbizid- Toleranz Getreide1
Mais, Raps, Weizen, Zuckerrübe, Getreide1,2,
Futterrübe3 Sojabohne2, Baumwolle2
Mais, Raps, Sojabohne, Tabak, Baumwolle, Chicoree Zuckerrübe, Futterrübe,
Insekten- Resistenz Kartoffel Mais, Kartoffel, Baum-wolle2 Mais, Baumwolle
Resistenz gegenüber Pathogenen
Getreide1, Kartoffel, Zuckerrübe, Raps, Ta-bak, Früchte
Zuckerrübe, Tomate, Kartoffel, Raps, Son-nenblume2, Melone2, Früchte2
-
Erhöhung der Toleranz gegenüber abiotischem Stress, Steigerung des Ernteertrags
Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), Tabak, Getreide1, Grä-ser, Kartoffel
Tabak -
männliche Sterilität - Raps, Mais, Chicoree2 Raps, Chicoree
Modifikation der Inhalts-stoffe/ Nährstoffe
Raps, Kartoffel, Mais, Getreide1, Sojabohne, Zuckerrübe, Tabak, Ackerschmalwand,
Kartoffel, Raps, Mais3, Weizen3
Raps, Sojabohne, Kartoffel
Verbesserungen für den industriellen Einsatz
Kartoffel, Mais, Tomate, Bäume
Kartoffel, Raps, Tabak2, Tomate2, Wald- und Bäume2 allgemein
-
Verbesserung gesund-heitsbezogener Kom-ponenten
Tabak, Ackerschmal-wand, Kartoffel, Tomate Tabak3, Mais3 -
weitere leistungsbezo-gene Eigenschaften
Ackerschmalwand, To-mate, Weizen, Blumen Tomate, Blumen Tomate, Blumen
Markergene
Getreide1, Acker-schmalwand, Wald- und Bäume allgemein
Garten-Ringelblume (Calendula officinalis)2, Wald- und Bäume2 all-gemein, Getreide1,2
-
VII
Anhang B: FFH-Lebensraumtypen und -Arten
Tab. B1: FFH-Lebensraumtypen von potenziell hoher Relevanz für die ÖFS
FFH Code Biotoptyp
1330
Atlantische Salzwiesen (Glauco-Puccinellietalia maritimae)
4010 Feuchte Heiden des nordatlantischen Raumes mit Erica tetralix
4020 Feuchte Heiden des gemäßigt atlantischen Raumes mit Erica ciliaris und Erica tetralix
4030 Trockene europäische Heiden
6510 Magere Flachland-Mähwiesen (Alopecurus pratensis, Sanguisorba officinalis)
6520 Berg-Mähwiesen
9110 Hainsimsen-Buchenwald (Luzulu-Fagetum)
9120 Atlantischer, saurer Buchenwald mit Unterholz aus Stechpalme und gelegentlich Eibe (Quercion
robori-petraeae oder Ilici-Fagenion)
9130 Waldmeister-Buchenwald (Asperula-Fagetum)
9140 Mitteleuropäischer subalpiner Buchenwald mit Ahorn und Rumex arifolius
9160 Subatlantischer oder mitteleuropäischer Stieleichenwald oder Eichen-Hainbuchenwald (Carpinion
betuli)
9170 Labkraut-Eichen-Hainbuchenwald (Galio-Carpinetum)
9180 Schlucht- und Hangmischwälder (Tilio-Acerion)
9190 Alte bodensaure Eichenwälder auf Sandebenen mit Quercus robur
91E0 Auen-Wälder mit Alnus glutinosa und Fraxinus excelsior (Alno-Padion, Alnion incanae, Salicion
albae)
91F0 Hartholzauenwälder mit Quercus robur, Ulmus laevis, Ulmus minor, Fraxinus excelsior oder Fraxi-
nus angustifolia (Ulmenion minoris)
VIII
Tab. B2: Brutvögel in Äckern und Brach- und Ödflächen. (nach BEZZEL 1982, FLADE 1994, WOLF 2000, verändert, bei BEZZEL (1982) sind nur Bodenbrüter be-rücksichtigt) +++ = regelmäßig und zahlreich, ++ = regelmäßig, doch nur kleiner Teil des Gesamtbestandes, + = selten und unregelmäßig, (+) = ± ausnahmsweise, K = Küste. Gefährdung nach Roter Liste Deutsch-land (BAUER et al. 2002).
Art EU-Vogel-sch.r.
Gefähr-dung
Äcker Brach- und Ödflächen
vom Aussterben bedroht (Kategorie 1)
Großtrappe (Otis tarda) n 1 ++ +
Kornweihe (Circus cyaneus) n 1 + +
Sumpfohreule (Asio flammeus) n 1 +
Uferschnepfe (Limosa limosa) 1
stark gefährdet (Kategorie 2)
Großer Brachvogel (Numenius arquatus) 2 +
Grauammer (Emberiza calandra) 2 ++
Kiebitz (Vanellus vanellus) 2 +++ +
Rebhuhn (Perdix perdix) 2 +++
Rotschenkel (Tringa totanus) 2 +
Steinschmätzer (Oenanthe oenanthe) 2 +++
Wachtelkönig (Crex crex) n 2 +
Wiesenweihe (Circus pygargus) n 2
gefährdet (Kategorie 3)
Braunkehlchen (Saxicola rubetra) 3 +
Arten der Vorwarnliste (Kategorie V)
Feldlerche (Alauda arvensis) V +++
Feldsperling (Passer montanus) V +++
Schafstelze (Motacilla flava) V +++ +
Turteltaube (Streptopelia turtur) V ++
nicht gefährdet
Amsel (Turdus merula) +++
Austernfischer (Haematopus ostralegus) +++ K
Bachstelze (Motacilla alba) +
Blaukehlchen (Luscinia svecica) ++
Blaumeise (Parus caeruleus) +++
Buchfink (Fringilla coelops) +
Dorngrasmücke (Sylvia communis) ++
Fasan (Phasianus colchicus) +++
Flußregenpfeifer (Charadrius dubius) +++
Girlitz (Serinus serinus) +
Goldammer (Emberiza citrinella) ++
IX
Art EU-Vogel-sch.r.
Gefähr-dung
Äcker Brach- und Ödflächen
Grünfink (Carduelis chloris) +++
Hänfling (Acanthis cannabina) +++
Heckenbraunelle (Prunella modularis) +
Kohlmeise (Parus major) +++
Neuntöter (Lanius collurio) n +
Ringeltaube (Columba palumbus) ++
Rohrammer (Emberiza schoeniclus) +
Schwarzkehlchen (Saxicola torquata) + +
Star (Sturnus vulgaris) +++
Stieglitz (Carduelis carduelis) +++
Sumpfrohrsänger (Acrocephalus palustris) ++
Teichrohrsänger (Acrocephalus scirpaceus) +
Wacholderdrossel (Turdus pilaris) +++
Wachtel (Coturnix coturnix) +
Gastvögel
Blässgans (Anser albifrons)
Graugans (Anser anser)
Kranich (Grus grus) n
Rohrweihe (Circus aeruginosus)
Saatgans (Anser fabalis)
Singschwan (Cygnus cygnus) n
Sperber (Accipiter nisus)
Waldohreule (Asio otus)
Zwergschwan (Cygnus bewickii) n
Tab. B3: Höhere Pflanzen und Tagfalter des Natura-2000 Systems und ihr Auftreten in Biotop-typen (nach Fartmann et al. 2001)
Höhere Pflanzen (Auswahl)
Lateinischer Name Deutscher Name Biotoptypen, Nutzung Auftreten in Äckern
Apium palustris Sumpf-Engelwurz Calthion, überschwemmt,
einschürig
Apium repens Kriechender Scheiberich Quellen, Gräben etc.
Botrychium simplex Einfacher Rautenfarn saure Magerrasen, Calluna-
Heiden
Bromus grossus Dicke Trespe Getreidekulturen n
Aldovandra vesiculosa Wasserfalle Gewässer
Caldesia parnassifolia Herzlöffel "
Najas flexilis Biegsames Nixkraut "
Coleanthus subtilis Scheidenblütgras trockengefallene Fluss- und
Teichufer
X
Marsilea quadrifolia Kleefarn Ufer etc.
Cypripedium calceolus Frauenschuh kalkreiche Wälder
Jurinea cyanoides Sand-Silberscharte Sandböden, kontinental
Liparis loeselii Sumpf-Glanzstendel kalkhaltige Moore
Luronium natans Schwimmendes Frosch-
kraut
Ufersäume
Myosotis rehsteineri Bodensee-
Vergißmeinnicht
an voralpinen Seen
Oenanthe conioides Schierlings-Wasserfenchel Süßwassertidebereich der
Elbe
Pulsatilla patens Finger-Küchenschelle Trocken- und Halbtrockenra-
sen oder zwergstrauchreichen
Wäldern mit offenem Kronen-
dach
Saxifraga hirculus Moor-Steinbrech Torfschlammböden
Stipa pulcherrima subsp.
bavaricus
Bayerisches Federgras weltweit ein Vorkommen bei
Neuburg an der Donau
Thesium ebracteatum Vorblattloses Leinkraut saure, sandige Rasen und
Heiden, Kiefernwälder
Trichomanes speciosum Prächtiger Dünnfarn Felsen
Tagfalter
Lateinischer Name Deutscher Name Biotoptypen, Nutzung Auftreten in Äckern
Eriogaster catax Hecken-Wollafter extrem lichte Wälder,
Magerrasen, Heckenfluren
an warmen Standorten
ÖFS: über Raupengespinste
gut zu erfassen (p. 359);
Indikator für Verbuschung und
Beschattung
Euphydryas aurinia Skabiosen-Scheckenfalter verschiedene Biotope;
Raupen u.a. an Succisa
pratensis
ÖFS: Indikator für Düngung,
Brachfallen
Euphydryas maturna Eschen-Scheckenfalter lichte Wälder an feucht-
warmen Standorten
ÖFS: Indikator für Verbu-
schung und Beschattung
Euplagia quadripunctaria Spanische Flagge viele Biotope, mit Felsen ÖFS: Wälder Brachen etc.
Lycaena dispar Großer Feuerfalter nasses Offenland, Ge-
büsch- und Wegränder
u.a.
ÖFS: Randbereiche, Störstel-
len
Glaucopsyche nausithous Dunkler Wiesenknopf-
Ameisenbläuling
Feuchtgebiete ÖFS: Flächen mit Vorkommen
von Sanguisorba officinalis
Glaucopsyche teleius Heller Wiesenknopf-
Ameisenbläuling
Feuchtgebiete ÖFS: Flächen mit Vorkommen
von Sanguisorba officinalis
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